【摘要】：氧化鋅(Zinc oxide,ZnO)是一種具有六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)的II-VI族直接帶隙(3.37eV)金屬氧化物,激子束縛能高達(dá)60meV,在光電器件的應(yīng)用上具有很大優(yōu)勢,天然呈n型導(dǎo)電。由于穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)和良好的光學(xué)、電學(xué)特性,并且其自然儲(chǔ)備豐富、價(jià)格低廉,ZnO被廣泛的應(yīng)用在發(fā)光材料、透明電極材料、顯示器和窗口材料上。對氧化鋅進(jìn)行合理的摻雜,可以有效改善其光學(xué)性能和電學(xué)性能,是目前短波長的發(fā)光材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本文先對薄膜材料進(jìn)行了介紹,主要包括了薄膜材料的特點(diǎn)和未來前景,接著詳細(xì)介紹了ZnO材料的結(jié)構(gòu)特征和研究現(xiàn)狀,對制備方法進(jìn)行了比較,最后采用了溶膠-凝膠法制備薄膜。本文以玻璃為襯底,乙酸鋅、氯化鋰、氯化鉀和氯化銨為溶質(zhì),乙二醇甲醚為溶劑,乙醇胺為穩(wěn)定劑制備膠體,采用溶膠-凝膠旋涂法制備了未摻雜的ZnO薄膜和Li-N、K-N共摻的ZnO薄膜,采用了X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、光致發(fā)光譜(PL)和紫外-可見分光光度計(jì)(UV-VIS)的表征手段對樣品的晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌、發(fā)光性能和透過性能進(jìn)行了測試。測試結(jié)果表明:Li-N、K-N元素的共摻,一定程度上能夠增強(qiáng)ZnO薄膜在(002)方向的生長。對于Li-N共摻ZnO薄膜,當(dāng)Li元素的原子比占6at%和8at%的情況下,薄膜的c軸擇優(yōu)取向明顯,ZnO的紫外發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng),缺陷發(fā)光減弱,當(dāng)Li元素?fù)诫s量在6at%時(shí)薄膜紫外發(fā)光最強(qiáng)。對于K-N共摻ZnO薄膜,其(002)衍射峰強(qiáng)度均高于未摻雜的ZnO薄膜,而對ZnO的近帶邊發(fā)光影響不大,K元素的摻雜量在6at%時(shí)的近帶邊發(fā)光強(qiáng)度相對最大。兩組摻雜元素對于ZnO薄膜的透過性能影響不大,整體的透過率基本維持在80%以上。
【圖文】：

圖 1.1 肖特基缺陷和弗倫克爾缺陷Fig.1.1 Schottky defect and Frenkel defect雜質(zhì)原子進(jìn)入晶體后也會(huì)形成點(diǎn)缺陷，此時(shí)一般是置換型或者填隙型缺陷，點(diǎn)缺膜中的含量在百分之十以內(nèi)，其中以空位為主要的存在形式，圖 1.2 為幾種常見點(diǎn)缺陷。

4圖 1.2 幾種常見類型的點(diǎn)缺陷Fig.1.2 common types of point defects陷類型在晶體薄膜中也是普遍存在的，作為一種“線 1012~1013cm-2，相對塊狀晶體的位錯(cuò)密度（104~106面的缺陷遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于薄膜，而且不論基片表面情況怎延伸到基體表面，并在周圍產(chǎn)生畸變，產(chǎn)生位錯(cuò)的原小島成型階段，生長取向是隨機(jī)不定向的，，這樣在接
【學(xué)位授予單位】：遼寧師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O484

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本文編號：2596162