磁控溅射法制备ZnO纳米薄膜及其光电特性研究

发布时间：2018-03-20 18:25

  本文选题：磁控溅射　切入点：择优取向　出处：《西北大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：ZnO是一种具有六方纤锌矿结构的Ⅱ-Ⅵ族宽禁带直接带隙半导体材料,在室温下具有较高的激子束缚能(60meV),禁带宽度为3.37eV。由于其具有多种微观形态,并且具有较优异的电学、光学和磁学性质,在各种发光器件、压敏器件、透明电极、太阳能电池的窗口材料和稀磁半导体,甚至军事、生物、医疗等方面得到了广泛应用。本文采用磁控溅射法制备ZnO薄膜。以ZnO陶瓷靶材作为溅射材料,以Ar和O2的混合气体作为溅射气体,通过控制工作气压、衬底温度、溅射功率、Ar:O2的流量比以及退火温度,成功制备出了具有较高择优取向(沿(002)方向)的ZnO薄膜。采用XRD和SEM对样品进行表征,分析了制备工艺对样品择优取向、表面形貌的影响。研究结果表明：溅射功率对ZnO薄膜的择优取向影响最大,(002)衍射峰的强度随着功率的增加先增加后减小,在250W时强度最高；随着退火温度由300℃增加到600℃,(002)衍射峰的强度也持续增加。在正交实验优化工艺的基础上,制备Co、Cu单掺和Co-Cu共掺杂ZnO薄膜,并研究了不同掺杂浓度对其p型电学特性的影响。研究结果表明：在低掺杂时所制备的样品仍然具有六方纤锌矿结构,并且有较好的择优取向。但是当浓度过高时样品出现了其它的衍射峰和杂质相；Co单掺杂的ZnO薄膜都呈现出n型导电特性,Cu单掺杂的ZnO薄膜呈现p型导电特性,Co-Cu共掺杂的样品也呈现出p型特性,并且表面形貌更加均匀,相对于Cu单掺杂时电阻率呈现降低趋势。
[Abstract]:ZnO is a wide band gap 鈪，

本文编号：1640274