zno掺铝透明导电薄膜的制备及其光电性能研究

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1、西安建筑科技大学硕士论文ZnO掺铝透明导电薄膜的制备及其光电性能研究专业：材料学姓名：捌宇指导教师：许启明教授摘要ZnO薄膜是一静囊型的11．Ⅵ族直接宽带隙氧化物半导体材料。室瀑下禁带宽度为3．3eV。激子束缚能为60meV。具备了室温下发射紫外光的必要条件，在紫外探测器、LED、LD等领域有着巨大的发展潜力；ZnO薄膜以其优良的压电性能、透瞬导魄等性能在太阳能电池、骶电嚣件、声表瑟波器件、气敏元件等诸多领域得到广泛应用。本实验采用溶胶．凝胶(S01．Gel)工艺在普通玻璃基片上制备A13+掺杂型ZnO薄膜。所用的溶胶是以乙二醇甲醚为溶翻，

2、醋酸锌为氧化锌前驱体，乙醇胺为稳定剂，硝酸锡为掺杂反应制缛。用浸渍提拉法在基体上镀膜，经干燥、颈烧、退火，最藤制备出均匀、透明的多晶ZnO掺杂薄膜。利用XP,D、SEM以及分光光度计等分析手段对薄膜进行了研究，结果显示：所髑备豹薄膜为六方纤锌矿型晶体结构，其有高c轴择优取向性；表面均匀、致密，薄膜奉砉料由诲多星状晶粒组成，悬粒尺寸大约为7壁，l∞凇左表，10层膜厚度约为IBm；薄膜可觅光透过率平均可达80％以上，在紫外光区有较商的吸收性；对薄膜电学性能进行了测定后发现，A13+离子掺杂型氧化锌薄膜的电阻率在5×l酽Q，cm数量缀，分剃研究了

3、掺杂浓度、预烧温度、遐火温度等工艺参数对薄膜电阻的影响。通过DTA分析探讨了溶胶．凝胶法制备ZnO薄膜的化学反应机理，并在此基础上尝试性的讨论了ZAO薄膜的导电机理，包括载流子及其散射机制的种类、迁移率、能带结构、鑫界和缺陷的影响等，为制备慰商电阻率≥透光性好，高品质的透明导电膜提供依据。q、关键词：ZnO薄膜：溶胶，凝胶法；AP+掺杂；透明导电氧化物西安建筑科技大学硕士论文11ThepreparationandStudyofopticalelectricalpropertiesofZnO：AIthinfilmSpecmty：Materia

4、lScienceName：LiuYuInstructor：．XuQimingProfessorAbstractZnOfilmisanovelII一1Vdirectoxidicsemiconductorwithwidebandgapenergyof3．3eVandexcitonbindingenergyof60meVatroomtemperature．Duetoitstheprerequisiteforvisibleorultravioletlightemissionatroomtemperature，ithasthetremendouspo

5、tentialapplicationsforultravioletdetectors，LEDs，LDs．ZnOthinfilmisusedwidelyandeffectivelyinthefieldsofsurfaceacousticwavedevices，solarcell，gassensors，varistorsandsoonbecauseofitsexcellentpiezoelectrical，transparentandconductiveperformance．Inthispaper,髓eAl”MopedZnOthinfilms

6、weredepositedonglasssubstrate(microscopeslides)bYSol～Gelprocessfrom2-methoxyethanolsolutionpreparedbyZincacetateasprecursor,monoethanolamineasstabilizatorandaluminumnitratereaction．Homogenous，transparent，polycrystallineZnOthinfilmwasformedfmallybydippingcoating,film-plateo

7、nsubstrateconductedbydrying，pre-heat-treatmentandanealing．BythemeasurementsofSEM、XRD、four-probemethodandUV-Visspectroscopy,thethinfilmwasanalysed．Theresultprovedthatthe也infilm嘶thstronglypreferredoft‘entationofC-axisprependiculartothesubstratesurface；whichsurfacewashomogeno

8、us，denseandcrackfreewasthecrystallinephaseofhexagonalwurtzite．Thethinfilmwascomposedofple