Sn掺杂量对Sn-Al共掺ZnO薄膜光学性能的影响

发布时间：2021-04-01 18:20

　　利用溶胶-凝胶（sol-gel）法在玻璃和硅衬底上制备了不同Sn掺杂量的Sn-Al共掺的ZnO薄膜。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外可见分光光度计（UV-Vis）、光致发光谱（PL）等测试手段,对薄膜的结构、形貌和光学性能进行了表征。结果表明:所制备的样品晶粒均沿（002）方向择优生长,且随着Sn元素掺杂量的增加,择优取向性先增强后减弱,同时薄膜的半高宽先减小后增大,半高宽最小时,薄膜的结晶质量最好。与只掺Al元素的ZnO薄膜相比,共掺后的薄膜近紫外发光峰的强度明显降低,出现了轻微的蓝移,且在600 nm处的缺陷发光强度明显增强;随着Sn掺杂量的增加薄膜的透过率先增加后减小。与AZO薄膜相比,当Sn的掺杂量为0.020时,薄膜的结晶质量更好,缺陷发光更强,光透过率更高。 

【文章来源】：光电子·激光. 2020,31(02)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

不同Sn掺杂量的Sn-Al共掺ZnO薄膜

图2为不同Sn4+掺杂量的AZO复合膜的表面形貌图,所用的仪器是扫描电子显微镜(SEM)。由图可知样品B0即单掺Al3+量为0.015的薄膜,其表面光滑,致密性和均匀性都比较好。随着Sn4+的掺杂,复合膜表面有较多的近似六角形结构的颗粒出现且在颗粒的底层有排列致密的小颗粒组成的多孔结构层出现。样品B2的晶粒大小有较大差异且与A0和B0相比晶粒之间出现空隙,这可能是因为Sn4+的掺入增大了薄膜晶面间距所导致的。样品B4与B2相比则出现了大量沿C轴生长的柱状颗粒,底层的细小颗粒也变大。随着Sn4+的掺杂量增加到0.030即样品B5时,薄膜表面变得凹凸不平不再致密均匀,粒径变大且形状发生变化不再规则统一。由此可知适量的Sn4+掺杂可以提高薄膜的择优取向,掺杂量不足或者过量都会降低薄膜的结晶性能。图2 不同Sn掺杂量的Sn-Al共掺ZnO薄膜的SEM图

不同Sn掺杂量的Sn-Al共掺ZnO薄膜的SEM图

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3113777