【摘要】：在各種透明導(dǎo)電氧化物(Transparent Conductive Oxide,簡稱TCO)如氧化鋅(ZnO),氧化銦錫(Indium Tin Oxide,簡稱ITO)和摻氟氧化錫(Fluorine-doped Tin Oxide,簡稱FTO)中,由于ZnO具有寬的帶隙(3.37eV),較高的激子結(jié)合能(60meV),并且生產(chǎn)成本低,因此受到了廣泛的關(guān)注。目前,ZnO薄膜已被用于薄膜晶體管(Thin Film Transistors,簡稱TFT),發(fā)光器件,光電子器件和太陽能電池等各種應(yīng)用中。本論文采用溶膠-凝膠旋涂法在玻璃襯底上制備了非故意摻雜的ZnO薄膜,In摻雜ZnO薄膜和In-N共摻ZnO薄膜。借助X射線衍射儀(X-ray diffraction,簡稱XRD),掃描電子顯微鏡(Scanning electron microscope,簡稱SEM)和紫外-可見分光光度計(Ultraviolet visible spectrophotometer,簡稱UV-Vis)對所制備的樣品的晶格結(jié)構(gòu)、表面形貌、光學(xué)透過率和光學(xué)帶隙進(jìn)行表征和分析。主要內(nèi)容及結(jié)果如下:(1)不同溶膠濃度對非故意摻雜的ZnO薄膜的結(jié)晶性質(zhì)有較大的影響。當(dāng)溶膠濃度為0.4mol/L時,薄膜c軸取向性最好,結(jié)晶度最高,在可見光范圍內(nèi)的平均透過率為80%。(2)ZnO薄膜的結(jié)晶度隨著In的摻入有所下降,(002)衍射峰向小角度方向偏移,薄膜的表面形貌有明顯的變化,出現(xiàn)輕微粘連現(xiàn)象,但薄膜的透過率均有明顯的提高,可達(dá)90%左右,透過率曲線的吸收邊有藍(lán)移的現(xiàn)象,對應(yīng)禁帶寬度有所增大。(3)隨著N摻雜量的增加,In-N共摻ZnO薄膜的結(jié)晶度有了明顯的改善,當(dāng)N摻雜量為8.0at%時,薄膜的(002)衍射峰強度最高,結(jié)晶度最好,薄膜表面晶粒大小均一、排列致密,透過率在90%左右,禁帶寬度輕微減小。
【圖文】：

溶膠凝膠法制備In-N 共摻 ZnO 薄膜及其光學(xué)性能研究的選擇主要與襯底的尺寸和溶膠的粘度等因素有關(guān)。若轉(zhuǎn)速過高，所形成的膜層過達(dá)不到所需厚度，并且薄膜的各個性能不易被檢測；轉(zhuǎn)速過低則會造成膜層過厚并且膜表面產(chǎn)生波紋起伏，增加了遠(yuǎn)離襯底的粒子間的聚合或緊縮，收縮率過大進(jìn)而導(dǎo)致膜產(chǎn)生裂紋甚至剝落。經(jīng)過查閱文獻(xiàn)和實驗探究，總結(jié)出本實驗所采用的旋涂速度1000r/min 的低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn) 6s 后以 3000r/min 的高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn) 30s，得到一層凝膠膜。實驗程如圖 2.4 所示：

溶膠凝膠法制備In-N 共摻 ZnO 薄膜及其光學(xué)性能研究膠濃度對 ZnO 薄膜結(jié)晶性能的影響探究不同溶膠濃度對薄膜結(jié)晶質(zhì)量的影響，，本文采用溶膠-凝膠法在玻璃備了溶膠濃度為 0.3mol/L, 0.4mol/L, 0.5mol/L, 0.6mol/L, 0.7mol/L 的 ZnO 有樣品的干燥預(yù)處理溫度為 120℃，退火溫度為 500℃，緩沖層為 2 層，。所制備的樣品依次標(biāo)記為 A1，A2，A3，A4，A5，分別對樣品的晶格過率和光學(xué)帶隙進(jìn)行分析和表征。膠濃度對 ZnO 薄膜晶體結(jié)構(gòu)的影響
【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】：2019
【分類號】：TN304.055

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2616405