zno纳米晶薄膜的制备及特性分析

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1、第6期纳米科技No.62013年12月Nanoscience&NanotechnologyDecember2013ZnO纳米晶薄膜的制备及特性分析邓建平,汪敏强,宋孝辉(西安交通大学电子与信息工程学院,陕西西安710049)摘要:在低温下制备了粒径小于10nm的ZnO纳米晶,用旋涂法制备ZnO纳米晶薄膜,XRD分析znO晶相是纤锌矿结构;SEM与AFM表明,纳米晶薄膜在300~C退火后薄膜的厚度明显减小到130nm,表面粗糙度降低到3.27nm,粒径明显增大;紫外一可见吸收和透射比光谱表明,随着退火温度的增加,吸收边发生了红移,吸收肩更明显,薄膜具有高的透射率(75—85%);薄膜方

2、阻随温度增加而增大,300℃以下退火方阻增加很小(小于8.51~/sq),400℃以上退火方阻大幅增加f大于21.1Q/sq),因此,ZnO纳米晶薄膜最优退火温度点为300℃。关键词:ZnO纳米晶;ZnO薄膜;水热法;旋涂法PreparationandCharacteristicsAnalysisofZnONan0crystallineFilmDENGJian-ping,WANGMin-qiang,SONGXiao—huifSchoolofElectronicandInformationEngineering,Xi’anJiaotongUniversity,Xi。an710049,C

3、hina)Abstract:ZnONanocrystallines(d<10nm)werepreparedatlowtemperature,andthenZnOnanocrystallinefilmswerepreparedbyspin-coating.XRDanalysisconfirmsthattheas—preparedZnOishexagonalwurtzitecrystalstructure.SEMandAFMshowthatwithannealingat300℃,thethicknessofthefilmreducesto130nmfnonsintered200nm)an

4、dthesurfaceroughnessto3.27nm(nonsintered4.89nm),andtheparticlesizesignificantlyincreases.UV—Visualabsorptionandtransmissionspectrashowthattheabsorptionedgehasshiftedtored,theabsorptionshoulderwidenandthetransparencyofallfilmsare75—85%.Withtheincreaseofannealingtemperature,thesheetresistanceofth

5、efilmsincreasesfrom8.5sqatbelow300℃to21.1g~/sqatabove400℃.Therefore,theoptimalannealingtemperaturesf300℃1wasproposed.Keywords:ZnONanocrystalline;ZnOfilm;hydrothermalmethod;spin—coatedmethod:TM914.4文献标识码:A文章编号:1812—1918(20l3)二o01二0引言f60meV)t”。近几年被广泛地应用。ZnO材料价带到导带的过渡可以通过不同的形貌来操控,比如ZnO是重要的Ⅱ一Ⅵ族半导体.

6、因在室温下纳米晶薄膜、量子点、纳米线等,所以它能够吸具直接宽禁带(3.37e)和大的激子束缚能收不同波段的紫外光.被认为是在短波光电器件制备方面的理想材料,例如紫外激光[21、紫外探收稿日期:2012—09—09测器[31等。ZnO因在可见光范围具有高的透光性,基金项目:国家自然科学基金项目具有很好的n型导电性,所以常被应用在透光窗(61176056,91123019)第l0卷第6期纳米加工工艺Vo1.1ONo.62013年12月Nano-processingTechniqueDecember2013口、气敏传感器『5_、场发射显示[63等各种不同的(Ac)前驱液被转移到三口瓶,60

7、%水浴中加热搅领域。在太阳能电池中,ZnO纳米晶薄膜被用作拌充分溶解,逐滴加入KOH前驱液,回流搅拌透明的电子传输电极或空穴阻挡层1,电池的效1—15h后利用甲醇充分的离心清洗,最后采用体率与薄膜的结构、光学和电学特性有密切的关积比是3:1的甲醇/氯仿作为分散剂配制50rag/系。高质量的薄膜应具有如下特点:①薄膜厚度mL的ZnO纳米晶胶体。以此胶体为旋涂液.采均匀,内部结构致密,表面粗糙度小;②可见光用3000转/min和30s的旋涂工艺在ITO玻璃旋区

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