本文關鍵詞： 氧化鋅 薄膜 退火溫度 Mg摻雜　出處：《長春理工大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：氧化鋅(ZnO)作為直接帶隙寬禁帶半導體材料中的一種,有著3.37eV的禁帶寬度,高達60meV的激子束縛能。由于氧化鋅薄膜(ZnO)本身的特性所致良好的c軸(c-axis)取向、較高的電阻率,使其擁有了良好的光電特性。使氧化鋅薄膜適用于氣體檢測、液晶成像、紫外發(fā)光、攝像技術等領域。本征的氧化鋅是n型半導體,p型氧化鋅的制備研究已成為當今熱點與難點。 本文利用簡單溶膠-凝膠法(Sol-Gel)旋涂技術在石英襯底上制備氧化鋅基透明導電薄膜。由于純氧化鋅薄膜性能不夠理想,所以通過對氧化鋅薄膜進行Mg摻雜。Mg摻雜能夠提高氧化鋅透明導電薄膜的工作波長。通過多組對比實驗設計以及對工藝的摸索,得到當Mg摻雜濃度為20at%時,薄膜在可見光范圍內的平均透光率為90%以上,并且增加了薄膜在紫外區(qū)域的透光率。 對薄膜進行了UV-Vis、XRD、SEM、PL、霍爾測試表明薄膜在近紫外光到可見光范圍內的透光率為90%,薄膜有著良好的c軸取向,并且薄膜保持著六角纖鋅礦結構。隨著退火溫度的升高薄膜的晶粒也逐漸增大,通過PL發(fā)現薄膜只有純相氧化鋅的發(fā)光峰,說明Mg摻雜進氧化鋅的晶格中。
[Abstract]:Zinc oxide (ZnO), as one of the direct bandgap wide band gap semiconductor materials, has a band gap width of 3.37 EV and exciton binding energy of up to 60 MEV. Make ZnO thin film suitable for gas detection, liquid crystal imaging, ultraviolet luminescence, The preparation of n-type semiconductor zinc oxide has become a hot and difficult point. In this paper, a simple sol-gel spin-coating technique is used to prepare transparent conductive ZnO thin films on quartz substrates. Therefore, the working wavelength of transparent conductive ZnO thin films can be increased by doping mg into ZnO thin films. By comparing the experimental design and exploring the process, it is found that when mg doping concentration is 20 at%, The average transmittance of the films in the visible range is more than 90%, and the transmittance of the films in the ultraviolet region is increased. The thin films were characterized by UV-Vis-XRDX SEMPL.The Hall measurements show that the transmittance of the films is 90 in the range from near ultraviolet to visible light, and the films have good c-axis orientation. The structure of hexagonal wurtzite is maintained and the grain size increases with the increase of annealing temperature. It is found by PL that there is only the luminescence peak of pure zinc oxide, which indicates that mg is doped into the lattice of zinc oxide.
【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：O484.4

【參考文獻】

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本文編號：1545901