超声喷雾热解法制备高质量ZnO薄膜研究

发布时间：2023-04-08 23:36

　　氧化锌(ZnO)是一种属于Ⅱ-Ⅵ族化合物的第三代半导体材料,具有宽禁带(3.37eV)和高激子束缚能(60meV)。因其良好的气敏特性、压电特性、光学特性和透明导电性,以及本身无毒、制备原料易得等优点,ZnO具有广阔的用途,目前被广泛用于太阳能电池、表面声波器件、压电器件、气敏传感器和紫外探测器等领域。ZnO薄膜材料的低介电系数有助于减少信号的迟滞现象,在光电通信领域和微电子领域也有极大的应用前景,因此引起了国内外研究学者们的广泛关注。ZnO薄膜的常见制备方法有磁控溅射、金属有机化合物化学气相沉积、激光脉冲沉积、分子束外延和溶胶-凝胶等,但是这些制备技术无法同时满足低成本、高效率、大规模地制备得到高质量薄膜的要求。超声喷雾热解法具有低成本和可以大规模制备薄膜的优点,因此本论文的主要目的是设计一种基于超声喷雾热解的管式炉辅助化学气相沉积(CVD)系统,探索廉价制备高质量ZnO薄膜的方法。本论文主要研究工作如下:(1)改进了传统的超声喷雾热解装置,设计和搭建了一个适合制备ZnO薄膜的管式炉雾化辅助化学气相沉积(CVD)系统。我们独立搭建了超声雾化源,对雾化源电路进行设计和仿真。为了在衬底表...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 ZnO材料概述
    1.2 ZnO结构与性质
        1.2.1 ZnO的结构特性
        1.2.2 ZnO的物理特性
    1.3 ZnO的应用
    1.4 ZnO的研究进展
    1.5 选题意义及本论文主要研究内容
2 ZnO薄膜生长方法及表征手段
    2.1 ZnO薄膜生长的常用方法
        2.1.1 磁控溅射法
        2.1.2 金属有机化合物化学气相沉积法
        2.1.3 脉冲激光沉积法
        2.1.4 分子束外延沉积法
    2.2 薄膜表征方法
        2.2.1 原子力显微镜(AFM)
        2.2.2 X射线衍射仪(XRD)
3 管式炉雾化辅助CVD原理、设计与实现
    3.1 超声喷雾热解法介绍
        3.1.1 超声喷雾热解法制备薄膜原理及其特点
        3.1.2 超声喷雾热解法工艺流程
    3.2 基于管式炉的雾化辅助CVD
        3.2.1 雾化源的设计与仿真
        3.2.2 沉积舟加热系统
        3.2.3 气流控制系统
    3.3 探索前驱体溶液对超声雾化过程的影响
        3.3.1 雾化效果检测技术
        3.3.2 雾化效果检测实验
        3.3.3 雾化实验结果与分析
    3.4 沉积舟温度与管式炉温度的探索
    3.5 本章小结
4 ZnO薄膜的生长
    4.1 乙酸锌前驱体溶液制备ZnO薄膜
        4.1.1 制备过程
        4.1.2 结果分析
    4.2 乙酰丙酮锌前驱体溶液制备ZnO薄膜
        4.2.1 制备过程
        4.2.2 结果分析
    4.3 与其它研究学者制备ZnO结果对比
    4.4 本章小结
5 结论和展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果



本文编号：3786678