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热处理对Al掺杂ZnO薄膜晶体结构及光电性能的影响

刘金铭 , , 赵亮 , 张安 , 王丹红 , 邵继峰 , 曹萌萌 , 常晓

人工晶体学报

采用溶胶凝-胶法在普通玻璃衬底上制备了具有c轴择优取向的Al掺杂ZnO透明导电薄膜.实验中将热处理过程分解为预烧、空气退火和真空退火三个部分,研究了各个步骤对于ZAO薄膜晶体结构和光电性能的影响.结果表明, 500 ℃预烧550 ℃空气退火的薄膜,经过550 ℃,1×10-2 Pa真空退火后,其晶体结构和光电性能达到最佳,电阻率最低达到1.77×10-3 Ω· cm,可见光范围内的平均透过率约为85%.

关键词: 溶胶-凝胶法 , Al掺杂ZnO(ZAO) , 热处理 , 晶体结构 , 光电性能

退火气氛和镧掺杂浓度对ZnO薄膜结构和光学性能的影响

段文芳 , , 段利兵 , 白晓军 , 史小龙 , 朱宇瑾 , 孙慧楠

人工晶体学报

采用溶胶-凝胶浸渍提拉法在玻璃衬底上制备Zn1-xLaxO(x=0~0.04)(LZO)薄膜,分别在空气、氮气和氩气条件下进行退火,探讨了不同退火气氛和不同镧掺杂浓度对其结构和光学性能的影响.XRD和SEM结果表明:氩气退火条件下ZnO的晶粒尺寸比空气退火条件下和氮气退火条件下的晶粒尺寸略小,且ZnO晶粒的尺寸随着镧掺杂浓度的增加而减小.薄膜光致发光(PL)测量表明:紫光发光带中心在氩气下退火相对于空气下退火存在略微的蓝移,而在氮气下退火则相反;ZnO紫光发光带的位置随着镧掺杂浓度的增加先红移而后蓝移.禁带宽度在镧掺杂量为2%时达到最小值,说明镧可以有效地调节ZnO的禁带宽度.

关键词: 溶胶-凝胶法 , ZnO薄膜 , 镧掺杂 , 退火 , 禁带宽度

SiO2缓冲层对溶胶-凝胶法制备的SnO2∶Sb薄膜光电性能的影响

陈帅 , , 段利兵 , 白晓军 , 刘金铭 , 谢海燕 , 关蒙萌

材料导报

以SnCl2·2H2O和SbCl3为原料,利用溶胶-凝胶法制备了SnO2∶Sb薄膜.利用XRD观察了薄膜的结构特点,利用紫外可见分光光度计测量了薄膜的透过率,利用四探针测试系统表征了薄膜的电学性能.讨论了掺杂浓度以及SiO2缓冲层厚度对薄膜光电性能的影响.结果表明,随着掺杂浓度的增大,薄膜的电阻率先降低而后略有升高,当掺杂浓度为5%时,薄膜电阻率达到最小,为8.7×10-3Ω·cm;并深入研究了缓冲层对薄膜性能的改善作用:当掺杂浓度为5%时,随着缓冲层数的增加,薄膜方块电阻呈下降趋势,最小可达到95Ω/口,电阻率达到1.1×10-Ω·cm.

关键词: 溶胶-凝胶法 , 透明导电氧化物 , Sb掺杂SnO2 , 缓冲层

MgO相分离对Mgx Zn1-xO纳米粉体结构和光学性能的影响

谢海燕 , , 段利兵 , 白晓军 , 刘金铭 , 陈帅 , 史小龙

人工晶体学报

采用溶胶-凝胶法制备了MgxZn1-xO(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)纳米粉体.X射线衍射谱表明:在较高的温度(850℃以上)下退火,Mgx Zn1-xO纳米粉体从单一的纤锌矿结构相中分离出MgO相的掺杂浓度x约为0.13,且随着x的增加,MgO相含量呈指数型增长.室温光致发光谱显示:MgO相分离对紫外与绿光发射的相对强度有直接的影响,随着MgO相分离的出现,紫外发光峰蓝移,并随着MgO相的增加,紫外发光峰的强度受抑,绿光发光峰变强.样品的室温透过率显示:Mgx Zn1-xO的禁带宽度在x=0.1时达到最大值并受MgO相分离的影响而减小.

关键词: 溶胶-凝胶法 , MgxZn1-xO纳米粉体 , 相分离 , 光学性能

新型透明导电氧化物薄膜Nb-TiO2的研究进展

冯娴娴 , , 刘凯 , 刘波 , 赵亮

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.09.020

新型透明导电氧化物薄膜Nb-TiO2因其优异的光电性能成为当今研究的热门材料.本文详细阐述了Nb-TiO2薄膜的光电性能、影响Nb-TiO2光电特性的因素与机理以及目前的研究进展、前沿动态等,着重讨论了载流子浓度及其散射过程对光学透过率和导电性能的影响.

关键词: Nb-TiO2 , 透明导电氧化物薄膜 , 光电机理

ZnO缓冲层退火温度对Ti02∶Eu/ZnO薄膜光致发光性能的影响

王丹红 , , 谢海燕 , 刘金铭 , 白晓军 , 陈长乐

材料导报

采用溶胶-凝胶法在普通载玻片上制备出以ZnO为缓冲层、稀土Eu3+掺杂的TiO2薄膜,研究了ZnO缓冲层退火温度对TiO2∶Eu薄膜的光致发光性能以及晶体结构的影响.结果表明,随着ZnO层退火温度的升高,薄膜的PL谱增强,在500℃退火时达到最强;XRD显示,TiO2∶Eu3+/ZnO薄膜中有很强的ZnO(002)衍射峰,但是TiO2的(101)衍射峰却很微弱,且ZnO在500℃退火时TiO2的(101)衍射峰最弱.

关键词: ZnO缓冲层 , 溶胶-凝胶法 , 光致发光 , 氧化钛 , Eu掺杂

pH值对溶胶-凝胶法制备的掺铝氧化锌薄膜光电性能的影响

刘凯 , , 赵亮 , 姜亚军 , 南瑞华 , 魏炳波

人工晶体学报

采用溶胶-凝胶法在普通载玻片上制备出c轴择优取向的ZnO: Al(ZAO)透明导电薄膜,研究了溶胶pH值对其结构、表面形貌、电学和光学性能的影响.结果表明:随着pH值的降低晶粒尺寸增大;当溶胶pH值从8.4降低到6.8时,薄膜的电阻率先降低而后略有升高,当pH值为7.2时其电阻率达到最小值2.6×10-3 Ω·cm,进一步分析表明,溶胶pH值的变化影响了薄膜晶界散射,而后者又使载流子迁移率发生了变化;薄膜的透光率在可见光部分随着pH值的降低而升高,而禁带宽度则从3.36 eV降到3.32 eV.

关键词: 溶胶-凝胶法 , 透明导电薄膜 , 氧化锌 , 铝掺杂

掺杂氧化锌薄膜的最新进展

刘波 , , 冯娴娴 , 刘凯 , 赵亮

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2009.04.011

掺杂氧化锌(ZnO)薄膜是一种新型的透明导电氧化物(TCO)材料,因有替代氧化铟锡(ITO)的潜能而成为当今TCO材料中的研究热点,其优异的光学和电学性能使其在平板显示器、太阳能电池等光电器件中具有光明的应用前景.文章对ZnO基半导体材料的结构和性能进行了介绍,综述了近年来以ZnO薄膜为基体的n型和p型掺杂的研究进展,并在此基础上对未来的发展方向进行了展望.

关键词: 氧化锌 , 透明导电 , 电阻率 , 透过率

Sn-Al共掺杂ZnO薄膜的制备及其光电性能

刘涛 , , 金宁

人工晶体学报

采用溶胶凝胶法在普通载玻片上制备了Sn-Al共掺杂ZnO薄膜(ZASO薄膜).利用XRD、扫描电子显微镜、霍尔测试仪、双电测四探针测试仪和紫外-可见分光光度计等设备,研究了Sn-Al掺杂浓度、预烧温度对氧化锌薄膜的晶体结构和光电性能的影响.结果表明:预烧温度为500℃,Sn、Al掺杂浓度分别为1.0at%时,得到的ZASO薄膜的综合光电性能最好,晶粒尺寸较大,方块电阻可达3.3 kΩ/□,光学透过率达92.9%.

关键词: 溶胶凝胶法 , Sn-Al掺杂ZnO薄膜(ZASO) , 掺杂浓度 , 预烧温度

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