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时间:2019-02-02
《溶胶-凝胶法制备zno薄膜》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、上海大学硕士学位论文摘要ZnO属于六方晶系6ram点群,纤锌矿结构,存在c极轴。(002)高度定向的多晶薄膜能够具有单晶那样优良的压电性(高的机电耦合系数和低的介电常数等),在声表面波器件领域得到广泛的应用。本论文以二水合醋酸锌、Z,--醇甲醚、乙醇胺、一水合氯化锂等为前驱物,在载玻片衬底上以溶胶一凝胶旋涂法制备了Li:ZnO、Mg:ZnO、(Li.Mg):Zn0薄膜,试验了掺杂浓度、溶液浓度、热处理温度、旋涂层数等制备工艺对ZnO薄膜结构及电性能的影响,运用XRD、SEM、EDS等对所制得的样品进行了分析和研究,结果表明:适量Li
2、或Mg的掺杂非常显著的促进ZnO薄膜(002)定向、晶粒增大、薄膜致密性增强、电阻率提高;当掺杂浓度过高时(Li/Zn摩尔比>O.1或Mg/Zn摩尔比>O.04),薄膜的定向性减弱,出现了(100)、(101)等杂峰,薄膜的电阻率下降,晶粒均匀度变差。在掺Li(Li/Zn=0.1)的情况下,随着Mg掺杂浓度的提高,薄膜(002)定向性更好,电阻率增大,其最大值可达8.2×107Qcm:当掺杂浓度过高时(Mg/Zn>0.04),薄膜的定向性减弱,电阻率下降。适当的溶液浓度、热处理温度、旋涂层数有助于薄膜(002)定向,随着溶液浓度、热
3、处理温度、旋涂层数进一步的增加,薄膜的定向性减弱,出现了(100)、(101)等杂峰。当掺杂浓度过高或过低、溶液浓度过高、热处理温度过高或过低、旋涂层数过少或过多Ht‘,ZnO薄膜中出现了ZnO纳米棒。当掺杂浓度为Li/Zn=0.1和Mg/Zn=0.04、溶液浓度为O.45mol/L、热处理温度为610。C、旋涂7层时,可制备出(002)高度定向、晶粒均匀、表面平整光滑、电阻率高的Li:ZnO、Mg:ZnO和(Li,Mg):ZnO薄膜。同时,在Sol。Gel法制备的ZnO薄膜样品中观察到ZnO纳米棒。关键词:ZnO薄膜,溶胶凝胶法,
4、(002)定向,掺杂,ZnO纳米棒V上海大学硕士学位论文AbstractZjncoxide(ZnO)isanoncentrosymmetriccrystalwiththehexagonalthestructure(6mm).ZnOthinfilmswithprofferedorientationalong(002)planeshowexcellentpiezoelectricproperties(1argeelectromechanicalcouplingcoefficientandlowdielectricconstant),an
5、dhavebeendemonstratedtOworkashighfrequencysurfaceacousticwave(SAW)devices.Inthiswork,ZnOthinfilmsdopedwithLi+,Mga+orLi+/MgZ+havebeenpreparedonglasssubstratebythesol—gelmethodusingzincacetate,2-methoxyeIhan01andmonoethanolamineasstartingmaterials.Theeffectsofprocessingp
6、arameterssuchasdopants,solutionconcentration,postheatingtemperatureandspin—coatinglayersonthemicrostructurestructuresandtheelectricalpropertiesofZnOthinfilmshavebeeninvestigatedbyXRD,SEMandEDSanalysis.TheresultsshowthatproperLi+orM92。dopantscanobviouslyimprovetheeystal
7、tizationandthepreferringorientationalong(002)planeofZnOgrains.Thecrystallinesizeincreasesandthesurfaceofthefilmsbecomedenserandmorehomogeneouswiththeincreaseofdopingamount.Theresistivityofthefilmincreasesfrom0.31x106Qcmforundopedsampleto8.9x106QcmforI,i+/Zn抖=¨sampleand
8、3,2x106QcmforM92+/Zn”=O.04sample,andslightlydemleaseswithfllrtherincreasingdopingamountAtthesametime,otherpeakssuchas
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