摻雜ZnO薄膜的制備工藝、光學特性及稀磁性能研究.pdf

1、ZnO薄膜是優(yōu)質的光電半導體材料，它具有寬帶隙、介電常數低、機電耦合系數大、溫度穩(wěn)定性好、透光率高和化學穩(wěn)定性高等特性。最近，采用磁性離子注入技術，又發(fā)現ZnO半導體在室溫下具有鐵磁有序性。因此，ZnO半導體成為目前最有應用潛力的新型功能材料之一。探索制備成本低、成膜質量好，并且工藝簡單的成膜技術，對推動ZnO薄膜的應用具有十分重要的意義。 本文采用三種制備工藝，在硅片和玻璃基片上成功地制備出具有稀磁特性的過渡金屬(Fe、Co)

2、摻雜的ZnO薄膜。 首先采用溶膠-凝膠(Sol-Gel)工藝，以乙二醇甲醚為溶劑，醋酸鋅為前驅體，乙醇胺為穩(wěn)定劑，獲得了均勻、透明的多晶ZnO薄膜。通過采用不同的退火方式，得到最佳的退火工藝參數。并以此工藝為基礎，制備出具有稀磁特性的Zn1-xFexO(x=0.01、0.02、0.03)薄膜。 為了進一步摸索更有效的制備方法，我們嘗試使用了PVA這種可溶性高分子聚合物，用于制備溶膠。探索出了一整套有效的制備方法，成功的制

3、備了Zn1.xCoxO(x=0.08、0.12、0.18)薄膜。采用該方法制備的樣品價態(tài)準確，組分精確。利用X射線衍射譜(XRD)，原子力顯微鏡(AFM)和熒光光譜儀(PL)以及電子能譜儀(XPS)等分析方法對樣品結構和性能進行了研究。結果顯示，所制備的薄膜為六方纖鋅礦型結構，具有高度的C軸擇優(yōu)取向性；膜表面均勻、致密，同時發(fā)現Co摻雜系列具有良好的發(fā)光特性。并且，在室溫下測出Zn1-xCoxO薄膜具有稀磁特性。 最后我們利用電