電化學(xué)沉積制備ZnO納米晶薄膜及其性能研究.pdf

1、以硝酸鋅和硝酸鉀混合溶液為電解液，采用兩電極體系在FTO基片和p--Si(100)襯底上制備了c-軸取向的ZnO薄膜。通過(guò)改變電沉積過(guò)程的各種參數(shù)，獲得了具有不同形態(tài)和性能的ZnO納米晶薄膜。研究發(fā)現(xiàn)，改變沉積電壓和外加超聲振動(dòng)能夠?qū)Ρ∧さ男蚊埠徒Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響；不同沉積電壓下的薄膜生長(zhǎng)方式不同，在較低電壓下，薄膜生長(zhǎng)方式為島狀生長(zhǎng)；隨著沉積電壓的升高，薄膜的生長(zhǎng)方式由島狀變?yōu)閸u狀－層狀相結(jié)合的方式生長(zhǎng)；當(dāng)沉積電壓達(dá)到2.8V以后，薄

2、膜按照層狀方式生長(zhǎng)。本文用X射線衍射、掃描電子顯微鏡、紫外－可見(jiàn)和紫外－熒光分光光度計(jì)分析了薄膜的相結(jié)構(gòu)，晶粒尺寸、光學(xué)性能與發(fā)光特性。發(fā)現(xiàn)薄膜的(002)衍射峰隨著沉積電壓的增加而顯著增強(qiáng)；從掃描電鏡照片可以看出，薄膜中晶粒為典型的六方柱狀結(jié)構(gòu)，不同樣品的晶粒尺寸介于100~400nm之間。由于晶粒度大小不同，納米晶薄膜的光學(xué)禁帶寬度介于3.32~3.34eV。隨著沉積電壓的升高和沉積時(shí)間的延長(zhǎng)，薄膜晶體顆粒逐漸長(zhǎng)大，光學(xué)透過(guò)率降低。