本文關(guān)鍵詞：氮摻雜氧化鋅薄膜的制備及其結(jié)構(gòu)、形貌和光學(xué)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文采用磁控濺射技術(shù)制備氮摻雜氧化鋅(ZnO:N)薄膜,在制備中通過改變?yōu)R射氣氛中氮氣、氧氣的分壓來控制氮的摻雜量。我們用X射線衍射,掃描電鏡,和紫外-可見吸收譜等手段表征其結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性,研究了濺射中氧分壓和氮分壓對其取向、應(yīng)力、表面形貌以及光學(xué)特性的影響。同時還以未摻雜的氧化鋅薄膜作為對照。結(jié)果顯示所有薄膜都得到單一相的六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)。氮的摻雜會改變ZnO的晶格常數(shù)和內(nèi)應(yīng)力,內(nèi)應(yīng)力的變化受氮摻雜缺陷形式的影響,替位式氮原子(No)會產(chǎn)生拉應(yīng)力,而填隙式氮原子(Ni)則導(dǎo)致壓應(yīng)力。在光學(xué)特性的研究中,發(fā)現(xiàn)氮摻雜導(dǎo)致吸收邊紅移和帶隙變窄的現(xiàn)象。光學(xué)帶隙隨著氮含量(氮分壓)的增大而減小。氧分壓的增大會降低No和氧空位的密度,也會導(dǎo)致ZnO薄膜結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)的改變。離子形式的替位式氮原子No的存在是降低帶隙值的一個重要的因素。較低的工作氣壓有利于No的形成和帶隙的降低。
【關(guān)鍵詞】：磁控濺射 薄膜 ZnO N摻雜 光學(xué)特性
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ132.41;TB383.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 引言9-17
• 1.1 透明導(dǎo)電薄膜9-10
• 1.2 ZnO基透明導(dǎo)電氧化物薄膜10-12
• 1.2.1 ZnO的基本結(jié)構(gòu)10-11
• 1.2.2 ZnO的物理性質(zhì)及應(yīng)用11-12
• 1.3 ZnO薄膜的摻雜12-15
• 1.3.1 ZnO薄膜的本征缺陷12-13
• 1.3.2 ZnO薄膜的摻雜性質(zhì)13
• 1.3.3 ZnO薄膜的n型摻雜和p型摻雜13-14
• 1.3.4 氮摻雜氧化鋅薄膜的研究14-15
• 1.4 內(nèi)容簡介15-17
• 第2章 薄膜的制備及檢測方法17-28
• 2.1 磁控濺射技術(shù)17-22
• 2.1.1 濺射鍍膜17-18
• 2.1.2 磁控濺射18-22
• 2.2 實驗設(shè)備及制備過程22-24
• 2.2.1 實驗設(shè)備22-24
• 2.2.2 薄膜的制備過程24
• 2.3 薄膜的表征24-28
• 2.3.1 X射線衍射(XRD)25-26
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)26
• 2.3.3 紫外可見吸收光譜（UV-vis）26-28
• 第3章 結(jié)果與分析28-45
• 3.1 氮分壓對ZnO薄膜的結(jié)構(gòu)及光電特性影響28-36
• 3.1.1 實驗參數(shù)28-29
• 3.1.2 薄膜的XRD分析29-32
• 3.1.3 薄膜的SEM分析32-34
• 3.1.4 薄膜的UV-Vis分析34-36
• 3.1.5 小結(jié)36
• 3.2 氧分壓對ZnO薄膜的結(jié)構(gòu)及光電特性影響36-42
• 3.2.1 實驗參數(shù)36-37
• 3.2.2 薄膜的XRD分析37-39
• 3.2.3 薄膜的SEM分析39-40
• 3.2.4 薄膜的UV-Vis分析40-42
• 3.2.5 實驗小結(jié)42
• 3.3 工作壓強對ZnO薄膜的結(jié)構(gòu)影響42-45
• 結(jié)論45-48
• 參考文獻48-52
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文清單52-53
• 致謝53-54
• 附錄：磁控濺射制備薄膜的操作過程54-57

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