周秋娇2130100402等离子体物理

ZnO

1 、直接带隙宽禁带半导体材料 , 室温下的禁带宽度约为 3.30eV, 结构为六角形纤锌矿结构

2 、具有较大的激子束缚能 (60meV), 理论上有可能实现室温下的紫外受激辐射

3 、材料来源非常丰富、价格低廉、无毒、易实现掺杂等4 、掺铝的 ZnO 具有较高的导电性能 , 可以作为透明导电电极

溶胶 -凝胶（ Sol-Gel）法

Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法是在常温下把金属醇盐溶液加水分解成溶胶，当把基片浸渍于溶液中，由于温度、湿度的变化，化学反应或电化学平衡作用的影响而导致基片上溶胶黏度增加，进一步缩聚形成凝胶，在相对低的温度下加热处理成膜的方法，是制备玻璃膜的新方法

实验：二水合醋酸锌为锌源，加入不同的络合剂（柠檬酸、乙二醇甲醚、异丙醇）和添加剂（乙酰丙酮、乙醇胺、冰醋酸等）

SEM表征

添加剂：（ a ）乙二醇甲醚（ b ）乙二醇甲醚、 1mL 乙醇胺

（ c ）乙醇胺、冰醋酸（ d ）乙酰丙酮

XRD表征

样品为六方结构，因此样品的生 长 也 会 遵 循 六 方 结 构，夹 角 尽 量 保 持１２０ °

AFM表征

膜表面粗糙度大约在０．５μ ｍ，与膜表面相比较，隆起的晶体部分高约０．２３μ ｍ，与 ＳＥＭ图中的纳米线的尺度相仿

Sol-Gel旋转涂覆技术制备 ZnO薄膜

1 、对应 ZnO 的 (002) 晶面族的 2θ=34.4° 的衍射峰

2 、 650℃ 和 700℃ 热处理温度下 , 峰的半高宽 (FWHM) 小于 0.29°, 具有较好的结晶性能

3 、 ZnO 是 (002) 晶面择优取向生长的 , 取向程度随温度升高而提高

吸收光谱

薄膜在可见光范围吸收很小 , 但在对应 ZnO 带边吸收的位置有较强的吸收。图 3 为 700℃ 热处理得到的样品的 (AhT)2-hT 图 , 从横坐标截距可知薄膜对应的禁带宽度为 3.28eV, 与 ZnO 体材料的禁带宽度 3.30eV 符合得很好

结论

（１）在实验中，用二水合醋酸锌作锌源，络合剂选择乙二醇甲醚可以得到均匀稳定的产品（２）ＸＲＤ衍射谱图表明，提拉烧结法制得的ＺｎＯ薄膜呈多晶态六方纤锌矿结构，结晶度低；ＳＥＭ 照片显示，不同条件下得到的薄膜形貌不尽相同，有致密粒子（０．７ μ ｍ）和纳米线（０．５ μ ｍ）两种构成方式（３）采用溶胶 - 凝胶法和旋转涂覆技术在石英玻璃衬底上生长了高 c轴取向 ZnO 薄膜。 UV-Vis 吸收结果表明薄膜的禁带宽度为 3.28eV, 与纯 ZnO 晶体的禁带宽度3.30eV 基本相同

参考文献

蔡九霄 ,宋宇 ,陈 丽 凤 ,王永 为 . 不同微观形貌的ＺｎＯ薄膜的制备及其表征 . 大连工业大学学报 .2013,32(1).季振国 , 宋永梁 , 杨成兴 , 刘坤 , 王超 , 叶志镇 . 溶胶 - 凝胶法制备 ZnO 薄膜及表征 . 半导体学报 .2004,25(1).