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工作压对射频磁控溅射ZAO薄膜微结构及光电性能影响的研究

朱华 , 万文琼 , 况慧芸 , 冯晓炜

人工晶体学报

运用射频磁控溅射技术,改变工作压(3 ~ 10 Pa)在玻璃衬底上生长透明导电ZnO∶ Al (ZAO)样品,采用XRD、紫外-可见分光光度计、霍尔效应测量仪及SEM对薄膜微结构、厚度及其光电性能表征.结果发现:随着工作压增大,样品XRD曲线由多峰转变为(002)单峰,峰强变大半高宽减小,晶粒尺寸由10.01 nm增大到13.46 nm,薄膜结晶性能变好;紫外可见光光谱在400 ~ 760 nm波长区间平均透射率均在85%以上,且在400 nm以下均有吸收边峰出现,样品带隙宽度随工作压增加有蓝移现象,样品厚度随工作压增加从1085 nm减小到781 nm.样品电阻率随工作压从3~6 Pa增加由0.5×10-4Ω·cm增大到35×10-4Ω·cm,在6~10 Pa区间有减小趋势.

关键词: ZAO薄膜 , 透射率 , 电阻率

射频磁控溅射生长ZnO薄膜及性能研究

朱华 , 刘辉文 , 况慧芸 , 冯晓炜

人工晶体学报

采用射频磁控溅射技术在玻璃衬底生长ZnO及ZnO∶ Al薄膜,通过改变氩氧比、衬底温度和溅射功率获得样品.用X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计、扫描电子显微镜进行表征.结果发现:室温下40W的溅射功率1h的溅射时间,改变氩氧比获得样品.XRD图谱中无明显衍射峰出现;紫外可见光分光光度计测试结果显示400nm波长以下,透光率在90%以上.说明薄膜生长呈无定形.衬底温度高于200℃样品,XRD有明显(002)衍射峰出现,在400~ 800 nm波长范围,透光率在88%以上,衬底温度300℃时,XRD衍射峰半高宽最小,晶粒尺寸大.TEM显示:衬底300℃晶粒尺寸最大,晶体发育好.在200℃掺铝ZnO薄膜,(002)峰不明显,有(101)峰出现.

关键词: ZnO薄膜 , 透过率 , 磁控溅射

衬底温度对硼掺杂ZnO薄膜微观结构及其光电特性的影响

王何美 , 朱华 , 冯晓炜 , 况慧芸 , 王艳香

人工晶体学报

采用射频磁控溅射技术,改变玻璃衬底温度制备B掺杂ZnO薄膜,薄膜的微结构及其光电性能分别用X-射线衍射仪、紫外-可见分光光度计、四探针测试仪及粗糙度测试仪进行表征.结果表明:ZnO∶B薄膜样品表面平整,具有六角纤锌矿结构并呈C轴择优取向.所有薄膜样品在420 ~ 900 nm区间内的平均透光率大于91%.随着温度的增加,电阻率先减小后增大,但晶粒尺寸一直变大.衬底温度为100℃时电阻率可低至1.14×10-3Ω·cm,所有样品禁带宽度相对于本征ZnO蓝移.

关键词: ZnO∶B薄膜 , 磁控溅射 , 光电特性

氮流量对ZnO∶N薄膜微结构及光学性能影响

朱华 , 况慧芸 , 冯晓炜 , 万文琼

人工晶体学报

运用射频磁控溅射技术,改变氩、氮流量比(9/1 ~ 9/4)在玻璃衬底上获得ZnO∶N样品,采用XRD、紫外-可见分光光度计、傅里叶红外光谱仪及SEM对薄膜微结构和光学性能表征.结果发现∶N流量小,样品XRD峰强小,峰位不明显,紫外可见光光谱在320 ~780 nm波长区间透射率变化小;随着N流量的增加,样品XRD有(002)强单峰出现,在400 nm波长以下透射率急剧下降;当氩氮流量达到9/4,样品XRD出现双峰,紫外光透射率无明显变化.

关键词: ZnO∶N薄膜 , 透射率 , 磁控溅射

氩氧流量对ZAO薄膜微结构及其光学性能影响

朱华 , 万文琼 , 况慧芸 , 冯晓炜

人工晶体学报

运用射频磁控溅射技术,改变氩氧流量比在玻璃衬底上生长ZnO∶ Al(ZAO)样品,采用XRD、紫外-可见分光光度计对薄膜微结构、厚度及其光学性能表征,结果发现:维持氩流量不变(9 sccm),随着氧流量增加(1~9 sccm),样品XRD峰强减小,半高宽增大,晶粒尺寸减小,薄膜结晶性能变差;而维持氧流量不变(9 sccm),氩流量减小(9~3 sccm),样品XRD峰强增大,半高宽减小,晶粒尺寸变大,结晶性能变好.紫外可见光光谱在400 ~ 900nm波长区间平均透射率差异大(67.9% ~91.1%);在420 ~ 900 nm波长区间平均透光率高且差异小(90.2% ~92.4%).

关键词: ZnO∶Al薄膜 , 透射率 , 磁控溅射

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