超声雾化热解法制备zno薄膜结构及其性能研究

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1、摘要氧化镩是一种多闵途的Ⅱ．Ⅵ族宽蔡带半导体材料。传统上，ZnO薄膜被广泛应用予太阳能电池、声表面波器l牛、压敏器件、逶明导电电极等领域。近颦来，ZnO露为鼹禁带半导侮零孝辩懿硪究麓寒莲受至§入翻约重视。秘GaN耨范，ZnO薄膜具脊生长温度低，激子复合能i镪(ZnO：60meV,GaN：21—25meV)，有可能安现室温下较强的紫外受激发射，制各出性能较好的探测器、发光二极管和激光二极警等光墩子器箨。ZnO瓣辐翦波长其有魄CmN翡蓝光发葑嚣矮，对增热巍记录密度具肖熏要意义。目前，有关氧化锌的研究集中在氧化锌的紫外光发射和可见光发光槐制方藤。对予可见光发光机镥嵋前尚炙统

2、一认识。本文综述了ZnO薄膜静各韩垒长技术及其簸理，莠穰括了ZnO薄貘耢究的最新进展。利用自制的超声雾化热解沉积技术生长了具有c轴择优取向的多品ZnO薄膜，并利用x射线衍射仪卿)、扫描峨子最微镜(SEM)、原子力鼹微镜(AFM)、紫乡}一霹觅必光谱铰COV-VisabsorptionSpectrometer)、荧竞竞谱仪(PLSpectrometer)等测试手段，对ZnO薄膜的结构和憾能进行表镪。研究了各誊长条件，皴前驱物溶液浓发、衬底温度、沉积时间、邋火处理和掺杂浓度对ZnO薄膜结秘釉往麓煞影璃。实验甓采袭鞠，蓠驱麓浓度增热有耱予铡备C辘取向生长的ZnO薄膜：400

3、℃时，沉积出黼质量C轴择优取向的ZnO薄膜，在氧气气氛下退火温度为600℃时，得到的游膜结晶性较好；而且，掺杂浓度增加誉测予ZnO薄貘豹取淘生长。受激发射巍激发先结粟袭疆，样品在6∞℃退火辩390rim紫外发射最强，同时观察到强度较弱的可见光发光带。实验迸发现，退火气氛可明显改变ZnO的本缀澜缺陷发光，可见发光枧镱《探讨中，蘸绿发光的主鬟悬由氧空位域锌填踩等缺麓弓l起静。关键诩ZnO薄膜；超声雾化热瓣；受激发射；光致发光AbstractZnOisaII-VIsemiconductormaterialwithwideband-gap，widelyusedinmanyar

4、eas．Traditionally，ZnOthinfilmswereappliedinwavedevice，gassensor，transparentelectrodes，andSOon．Recently,ZnOhasgainedmoreandmoreattentionintheoptoelectronicfieldofUVdetector,Lightdisplayetc．ComparedtoGaN(25emV)，high-qualityZnOwithahigherbindingenergyof60meVCanbesynthesizedatmuchlowertempe

5、rature，whichpromisesstrongphotoluminescencefromboundexcitonicemissionatroomtemperature．UptOnow,thevisibleemissionandultravioletlasingemissionofZnOhavebeenthesubjectofmuchresearch．Inthispaper,thevariousgrowthtechniques，applications，andtheuptodateprogressesintheresearchofZnOarereviewed．C-

6、axisorientedpolycrystallineZnOthinfilmswerepreparedbyself-madeUltrasonicSprayPyrolysisdepositiontechnique．ThestrucRkreandpropertiesofthefilmswerecharacterizedbyXRD，SEM，AFM；UV二ⅥSAbsorptionandPL．etc．Thee腧ctsofgrowthparametersonthequalityofZnOfilmsalediscussed，suchassolutionconcentration，s

7、ubstratetemperature，depositiontime，annealingtemperatureanddopingconcentration．Astheresultsshown，heavysolutionconcentrationandlowdopingconcentrationareadvantageoustogrowC-axisorientedZnOthinfilms；highorientedZnOthinfilmshavebeendepositedat400"(2，andthecrystallineoffilmsbecomebet