溶膠-凝膠法制備摻雜ZAO透明導(dǎo)電薄膜的微觀結(jié)構(gòu)和光電性能的研究.pdf

1、氧化鋅（ZnO）作為一種寬禁帶半導(dǎo)體材料（晶體常數(shù)a=0．3250nm，c=0．5206nm，室溫下的禁帶寬度約為3．30Ev，激子束縛能約為60mev），具有優(yōu)異的壓電，光電，氣敏，壓敏等特性，尤其是引入少量雜質(zhì)通常能誘導(dǎo)明顯的電學(xué)和光學(xué)特性變化。目前通過(guò)摻雜來(lái)調(diào)節(jié)或改善其性能是ZnO薄膜研究的熱點(diǎn)之。其中以摻鋁ZnO薄膜（簡(jiǎn)稱(chēng)ZAO）的研究最為廣泛。 制備ZAO薄膜的技術(shù)很多，包括射頻濺射、分子束外延、電子束反應(yīng)蒸發(fā)沉積以及

2、溶膠-凝膠法等。溶膠-凝膠法具有工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，膜均勻性好、化學(xué)計(jì)量比容易控制、易摻雜和降低成本等優(yōu)點(diǎn)。本論文采用溶膠-凝膠法浸漬提拉涂膜技術(shù)，在石英基片上生長(zhǎng)了結(jié)晶質(zhì)量較好，取向性好的ZAO薄膜；并通過(guò)多組正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，摸索薄膜的制備工藝最優(yōu)化組合，即Al3+摻雜量為1at．%，溶膠濃度為0．8mol/L，涂膜層數(shù)八層，500℃還原氣氛（N2：H2=96：4）退火得到質(zhì)量最好的薄膜，薄膜電阻率為1．275×10-3Ω·cm，可見(jiàn)光區(qū)平均

3、透光率達(dá)到84%；然后為了進(jìn)一步提高薄膜性能，在ZAO透明導(dǎo)電薄膜中制備過(guò)程中又分別摻雜Sn和La元素，制備出兩種雙摻雜的新型ZAO透明導(dǎo)電薄膜（ZAO：La和ZAO：Sn）。 運(yùn)用X射線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、四探針和紫外-可見(jiàn)分光光度儀等對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)，微觀形貌和光電特性進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：薄膜有很強(qiáng)的（002）晶面擇優(yōu)取向生長(zhǎng)趨勢(shì)，具有ZnO晶體的六角鉛鋅礦結(jié)構(gòu)；退火溫度越高，X射線（002）晶面衍射峰