利用溶膠-凝膠（sol-gel）法在玻璃和硅襯底上制備了不同Sn摻雜量的Sn-Al共摻的ZnO薄膜。采用X射線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（UV-Vis）、光致發(fā)光譜（PL）等測(cè)試手段,對(duì)薄膜的結(jié)構(gòu)、形貌和光學(xué)性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:所制備的樣品晶粒均沿（002）方向擇優(yōu)生長(zhǎng),且隨著Sn元素?fù)诫s量的增加,擇優(yōu)取向性先增強(qiáng)后減弱,同時(shí)薄膜的半高寬先減小后增大,半高寬最小時(shí),薄膜的結(jié)晶質(zhì)量最好。與只摻Al元素的ZnO薄膜相比,共摻后的薄膜近紫外發(fā)光峰的強(qiáng)度明顯降低,出現(xiàn)了輕微的藍(lán)移,且在600 nm處的缺陷發(fā)光強(qiáng)度明顯增強(qiáng);隨著Sn摻雜量的增加薄膜的透過(guò)率先增加后減小。與AZO薄膜相比,當(dāng)Sn的摻雜量為0.020時(shí),薄膜的結(jié)晶質(zhì)量更好,缺陷發(fā)光更強(qiáng),光透過(guò)率更高。 

【文章來(lái)源】：光電子·激光. 2020,31(02)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

不同Sn摻雜量的Sn-Al共摻ZnO薄膜

圖2為不同Sn4+摻雜量的AZO復(fù)合膜的表面形貌圖,所用的儀器是掃描電子顯微鏡(SEM)。由圖可知樣品B0即單摻Al3+量為0.015的薄膜,其表面光滑,致密性和均勻性都比較好。隨著Sn4+的摻雜,復(fù)合膜表面有較多的近似六角形結(jié)構(gòu)的顆粒出現(xiàn)且在顆粒的底層有排列致密的小顆粒組成的多孔結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)。樣品B2的晶粒大小有較大差異且與A0和B0相比晶粒之間出現(xiàn)空隙,這可能是因?yàn)镾n4+的摻入增大了薄膜晶面間距所導(dǎo)致的。樣品B4與B2相比則出現(xiàn)了大量沿C軸生長(zhǎng)的柱狀顆粒,底層的細(xì)小顆粒也變大。隨著Sn4+的摻雜量增加到0.030即樣品B5時(shí),薄膜表面變得凹凸不平不再致密均勻,粒徑變大且形狀發(fā)生變化不再規(guī)則統(tǒng)一。由此可知適量的Sn4+摻雜可以提高薄膜的擇優(yōu)取向,摻雜量不足或者過(guò)量都會(huì)降低薄膜的結(jié)晶性能。圖2 不同Sn摻雜量的Sn-Al共摻ZnO薄膜的SEM圖

不同Sn摻雜量的Sn-Al共摻ZnO薄膜的SEM圖

【參考文獻(xiàn)】：
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