高功率脉冲磁控溅射沉积Al-N共掺ZnO薄膜的研究
发布时间：2021-10-10 13:20
氧化锌（ZnO）因其独特的物理性质而备受关注,如宽直带隙（3.37 eV）,高激子结合能（60 meV）,这些特性使ZnO广泛应用于太阳能电池、激光二极管和光探测器等。而制备性能优良的p-ZnO薄膜是实现全ZnO基光电器件的关键,但是由于制备的ZnO薄膜存在氧空位（VO）、锌间隙（Zni）、反位锌（ZnO）以及反位氧(OZn)等补偿缺陷,稳定的p-ZnO制备一直较为困难,成为全ZnO基光电器件开发应用的瓶颈。高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）是一种新型等离子体源,具有等离子体密度高、电离率高的特点,在反应溅射中主要以离子形式参加反应,制备的薄膜和普通磁控溅射表现不同的性质。因此针对氮掺杂p-ZnO的稳定性差,本论文采用HiPIMS技术,以氮气为氮源,进行了Al-N共掺ZnO薄膜制备过程中工艺参数的影响研究,并通过时间分辨发射光谱对HiPIMS的放电进行在线诊断,推测p-ZnO薄膜的生长过程。以下为主要研究工作结果:（1）N2流量的影响。研究N2流量对Al-...
【文章来源】：北京印刷学院北京市
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
等离子体增强化学气相沉积系统的示意图[79]
喷雾热解技术是一种低成本、无需真空条件来合成粉体和薄膜材料的方法。能沉积在各种各样的衬底上,可实现大面积沉积和工业生产化。但此方法重复性差且不易形成结晶度高的ZnO薄膜。1.5.3 水热法
水热法一般无需高温烧结就可得到结晶粉末,这可避免粉末的团聚以及研磨产生的杂质。在制备材料过程中,可控制反应的条件来调节材料的结晶质量与形态。但水热法通常仅用来合成氧化物粉体,且材料制备过程中多种因素会影响结晶质量和晶体生长,还需要进一步的深入研究。1.5.4 分子束外延
【参考文献】：
期刊论文
[1]N2流量对HiPIMS制备Al-N共掺杂ZnO薄膜的性能影响[J]. 李倩,张玉琛,王正铎,杨丽珍,张海宝,刘忠伟,陈强. 真空与低温. 2019(06)
[2]直流和高功率磁控溅射制备氮化铬薄膜及其结构性能比较[J]. 李倩,李花,王正铎,张海宝,杨丽珍,刘忠伟,陈强. 表面技术. 2019(09)
[3]ZK60镁合金表面Ta-O涂层的结合性能与耐腐性能研究[J]. 丁泽良,王双雄,廖翠姣,周泉,王易. 人工晶体学报. 2018(10)
[4]n-ZnO/p-AlGaN LED结构DFB激光器的设计与分析[J]. 王斐,胡芳仁,陈凯文,潘凌楠. 光通信研究. 2016(03)
[5]N掺p型氧化锌理论的研究进展[J]. 张海涛,张海宝,王正铎,刘忠伟,杨丽珍,陈强. 真空. 2016(03)
[6]溅射功率对磁控溅射ZnO∶Al（ZAO）薄膜性能的影响[J]. 高立华,郑玉婴. 功能材料. 2015(08)
[7]洋葱皮敏化ZnO太阳能电池的光电性能研究[J]. 孟甲,余春燕,贾伟,许并社. 人工晶体学报. 2014(08)
[8]p-ZnO薄膜及其异质结的光电性质[J]. 朱慧群,李毅,丁瑞钦,王忆,黄洁芳,张锐华. 人工晶体学报. 2012(03)
[9]ZnO纳米线紫外探测器的制备和快速响应性能的研究[J]. 宋志明,赵东旭,郭振,李炳辉,张振中,申德振. 物理学报. 2012(05)
[10]XPS研究N-Al共掺p型ZnO薄膜的传导特性[J]. 张子才,于威,张坤,滕晓云,傅广生. 人工晶体学报. 2011(05)
博士论文
[1]氧化锌基电泵浦激光器件的制备及特性研究[D]. 朱海.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
硕士论文
[1]离子源辅助高功率脉冲磁控溅射制备N掺杂p型ZnO薄膜[D]. 张海涛.北京印刷学院 2015
[2]p型ZnO薄膜的制备与研究[D]. 杜记龙.苏州大学 2010
[3]氮掺杂ZnO纳米晶制备及其微结构和光学性质研究[D]. 杨静瑜.东北师范大学 2009
[4]N-Al共掺p型ZnO薄膜制备及形成机理研究[D]. 张锦川.河北大学 2008
[5]p型ZnO薄膜的制备及其光电特性研究[D]. 许贺菊.河北大学 2007
[6]超声喷雾热解法ZnO薄膜的制备与性能研究[D]. 周佳.浙江大学 2006
本文编号：3428455
【文章来源】：北京印刷学院北京市
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
等离子体增强化学气相沉积系统的示意图[79]
喷雾热解技术是一种低成本、无需真空条件来合成粉体和薄膜材料的方法。能沉积在各种各样的衬底上,可实现大面积沉积和工业生产化。但此方法重复性差且不易形成结晶度高的ZnO薄膜。1.5.3 水热法
水热法一般无需高温烧结就可得到结晶粉末,这可避免粉末的团聚以及研磨产生的杂质。在制备材料过程中,可控制反应的条件来调节材料的结晶质量与形态。但水热法通常仅用来合成氧化物粉体,且材料制备过程中多种因素会影响结晶质量和晶体生长,还需要进一步的深入研究。1.5.4 分子束外延
【参考文献】：
期刊论文
[1]N2流量对HiPIMS制备Al-N共掺杂ZnO薄膜的性能影响[J]. 李倩,张玉琛,王正铎,杨丽珍,张海宝,刘忠伟,陈强. 真空与低温. 2019(06)
[2]直流和高功率磁控溅射制备氮化铬薄膜及其结构性能比较[J]. 李倩,李花,王正铎,张海宝,杨丽珍,刘忠伟,陈强. 表面技术. 2019(09)
[3]ZK60镁合金表面Ta-O涂层的结合性能与耐腐性能研究[J]. 丁泽良,王双雄,廖翠姣,周泉,王易. 人工晶体学报. 2018(10)
[4]n-ZnO/p-AlGaN LED结构DFB激光器的设计与分析[J]. 王斐,胡芳仁,陈凯文,潘凌楠. 光通信研究. 2016(03)
[5]N掺p型氧化锌理论的研究进展[J]. 张海涛,张海宝,王正铎,刘忠伟,杨丽珍,陈强. 真空. 2016(03)
[6]溅射功率对磁控溅射ZnO∶Al（ZAO）薄膜性能的影响[J]. 高立华,郑玉婴. 功能材料. 2015(08)
[7]洋葱皮敏化ZnO太阳能电池的光电性能研究[J]. 孟甲,余春燕,贾伟,许并社. 人工晶体学报. 2014(08)
[8]p-ZnO薄膜及其异质结的光电性质[J]. 朱慧群,李毅,丁瑞钦,王忆,黄洁芳,张锐华. 人工晶体学报. 2012(03)
[9]ZnO纳米线紫外探测器的制备和快速响应性能的研究[J]. 宋志明,赵东旭,郭振,李炳辉,张振中,申德振. 物理学报. 2012(05)
[10]XPS研究N-Al共掺p型ZnO薄膜的传导特性[J]. 张子才,于威,张坤,滕晓云,傅广生. 人工晶体学报. 2011(05)
博士论文
[1]氧化锌基电泵浦激光器件的制备及特性研究[D]. 朱海.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
硕士论文
[1]离子源辅助高功率脉冲磁控溅射制备N掺杂p型ZnO薄膜[D]. 张海涛.北京印刷学院 2015
[2]p型ZnO薄膜的制备与研究[D]. 杜记龙.苏州大学 2010
[3]氮掺杂ZnO纳米晶制备及其微结构和光学性质研究[D]. 杨静瑜.东北师范大学 2009
[4]N-Al共掺p型ZnO薄膜制备及形成机理研究[D]. 张锦川.河北大学 2008
[5]p型ZnO薄膜的制备及其光电特性研究[D]. 许贺菊.河北大学 2007
[6]超声喷雾热解法ZnO薄膜的制备与性能研究[D]. 周佳.浙江大学 2006
本文编号：3428455
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