沉积温度对ZnO薄膜结构形貌及光学性能的影响-论文.pdf

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1、第33卷第3期大连工业大学学报Vo1．33NO．32014年5月JournalofDalianPolytechnicUniversityMay2014文章编号：1674—1404(2014)03—0210—04沉积温度对ZnO薄膜结构形貌及光学性能的影响阮鑫栋，姜妍彦，刘敬肖，胡志强，刘贵山(大连工业大学纺织与材料工程学院，辽宁大连116034)摘要：以Zn(NO。)·6HO为前驱体，采用超声喷雾热解法在玻璃衬底上沉积了ZnO薄膜，采用x射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外光谱仪(UVS)等对所得ZnO薄膜进行表征，研究了沉积温度对ZnO薄膜的结构、微观形貌及光学性能的影响。结果

2、表明，沉积温度为500oC时所制备的薄膜质量最佳，形成的是六角纤锌矿ZnO结构，且薄膜沿(002)晶面择优取向生长显著，薄膜表面光滑致密，晶粒细小均匀，尺寸在5o～60nm。薄膜表现出良好的光学性能，可见光透过率可达87。关键词：ZnO薄膜；超声喷雾法；沉积温度中图分类号：TN304．055文献标志码：AEffectofdepositiontemperatureonmicrostructureandopticalpropertiesofZnOthinfilmsRUANXindong，JIANGYanyan，LIUJingxiao，HUZhiqiang，LIUGuishan(SchoolofTe

3、xtileandMaterialEngineering，DalianPolytechnicUniversity，Dalian116034，China)Abstract：ZnOthinfilmsweredepositedontheglasssubstrateusingzincnitrateasprecursorbytheultrasonicspraypyrolysismethod．Theeffectofthedepositiontemperatureoncrystallinestructure，morphologyandopticalpropertiesofthefilmswasstudiedw

4、ithXraydiffraction，scanningelectronmicroscopyandultravioletspectrometer．ThesuperiorZnOthinfilmwaspreparedwhenthedepositiontemperaturewasat500℃，andthefilmwasdense，smoothandhomogenoussurfacewiththehexagonalwurtzitepo1ycrystallinestructure．Thefilmexhibithighlyorientationof(002)tothesubstratesurface，the

5、crystallitesizeofZnOfilmsisabout5Oto60nm．Thefilmhasgoodopticalpropertieswithvisible1ighttransmittanceashighas879，6．Keywords：ZnOthinfilm；ultrasonicspraypyrolysis；depositiontemperature0引言口材料]，对太阳能电池的发展具有重要意义，如何在玻璃衬底上制备出大面积的ZnO薄膜是一个氧化锌(ZnO)膜材具有禁带宽度大关键问题。目前制备ZnO薄膜的方法主要有磁控(3．37eV)、激子束缚能高(60meV)Ⅲ1]、光透过溅射、

6、金属有机化学气相沉积、脉冲激光沉积率高、介电常数低、机电耦合系数高、温度稳定性(PLD)、原子层外延生长(ALE)、电子束蒸发沉积、好等优异的光电、压电特性_3]，在透明电极、发光溶胶一凝胶、喷雾热分解法(USP)等口]。在诸多方器件、紫外光探测器、压电转换、声表面波器件及法中，喷雾热解法不仅设备和制备工艺简单、易于集成光学等诸多领域具有广阔的应用前景]。实现大面积镀膜，同时也可生长出优质的ZnO薄ZnO薄膜在可见光波段(400～760nm)有很膜，且容易实现掺杂，是一种非常经济的ZnO薄膜高的透过率，结晶质量较好的薄膜透过率可达制备方法。虽然采用该方法制备ZnO薄膜的研究9O左右，利用znO

7、薄膜的这一特性可以用作低在国内外均见报道，大都采用醋酸锌作为前驱溶辐射玻璃、太阳能电池的减反射层、透明电极和窗液，而采用硝酸锌作为前驱体的研究却少有报道。收稿日期：2O13-03—05．基金项目：辽宁省自然科学基金资助项目(20092143)．作者简介：阮鑫栋(1986一)，男，硕士研究生；通信作者：姜妍彦(1960一)，女，教授第3期阮鑫栋等：沉积温度对ZnO薄膜结构形貌及光学性能的影响211本