氧化鋅(ZnO)是一種屬于Ⅱ-Ⅵ族化合物的第三代半導(dǎo)體材料,具有寬禁帶(3.37eV)和高激子束縛能(60meV)。因其良好的氣敏特性、壓電特性、光學(xué)特性和透明導(dǎo)電性,以及本身無毒、制備原料易得等優(yōu)點,ZnO具有廣闊的用途,目前被廣泛用于太陽能電池、表面聲波器件、壓電器件、氣敏傳感器和紫外探測器等領(lǐng)域。ZnO薄膜材料的低介電系數(shù)有助于減少信號的遲滯現(xiàn)象,在光電通信領(lǐng)域和微電子領(lǐng)域也有極大的應(yīng)用前景,因此引起了國內(nèi)外研究學(xué)者們的廣泛關(guān)注。ZnO薄膜的常見制備方法有磁控濺射、金屬有機化合物化學(xué)氣相沉積、激光脈沖沉積、分子束外延和溶膠-凝膠等,但是這些制備技術(shù)無法同時滿足低成本、高效率、大規(guī)模地制備得到高質(zhì)量薄膜的要求。超聲噴霧熱解法具有低成本和可以大規(guī)模制備薄膜的優(yōu)點,因此本論文的主要目的是設(shè)計一種基于超聲噴霧熱解的管式爐輔助化學(xué)氣相沉積(CVD)系統(tǒng),探索廉價制備高質(zhì)量ZnO薄膜的方法。本論文主要研究工作如下:(1)改進了傳統(tǒng)的超聲噴霧熱解裝置,設(shè)計和搭建了一個適合制備ZnO薄膜的管式爐霧化輔助化學(xué)氣相沉積(CVD)系統(tǒng)。我們獨立搭建了超聲霧化源,對霧化源電路進行設(shè)計和仿真。為了在襯底表...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 ZnO材料概述
    1.2 ZnO結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
        1.2.1 ZnO的結(jié)構(gòu)特性
        1.2.2 ZnO的物理特性
    1.3 ZnO的應(yīng)用
    1.4 ZnO的研究進展
    1.5 選題意義及本論文主要研究內(nèi)容
2 ZnO薄膜生長方法及表征手段
    2.1 ZnO薄膜生長的常用方法
        2.1.1 磁控濺射法
        2.1.2 金屬有機化合物化學(xué)氣相沉積法
        2.1.3 脈沖激光沉積法
        2.1.4 分子束外延沉積法
    2.2 薄膜表征方法
        2.2.1 原子力顯微鏡(AFM)
        2.2.2 X射線衍射儀(XRD)
3 管式爐霧化輔助CVD原理、設(shè)計與實現(xiàn)
    3.1 超聲噴霧熱解法介紹
        3.1.1 超聲噴霧熱解法制備薄膜原理及其特點
        3.1.2 超聲噴霧熱解法工藝流程
    3.2 基于管式爐的霧化輔助CVD
        3.2.1 霧化源的設(shè)計與仿真
        3.2.2 沉積舟加熱系統(tǒng)
        3.2.3 氣流控制系統(tǒng)
    3.3 探索前驅(qū)體溶液對超聲霧化過程的影響
        3.3.1 霧化效果檢測技術(shù)
        3.3.2 霧化效果檢測實驗
        3.3.3 霧化實驗結(jié)果與分析
    3.4 沉積舟溫度與管式爐溫度的探索
    3.5 本章小結(jié)
4 ZnO薄膜的生長
    4.1 乙酸鋅前驅(qū)體溶液制備ZnO薄膜
        4.1.1 制備過程
        4.1.2 結(jié)果分析
    4.2 乙酰丙酮鋅前驅(qū)體溶液制備ZnO薄膜
        4.2.1 制備過程
        4.2.2 結(jié)果分析
    4.3 與其它研究學(xué)者制備ZnO結(jié)果對比
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論和展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果



本文編號：3786678