ZnO基柔性压电振动能置采集器的制备及性能优化
发布时间：2021-11-23 14:33
ZnO（氧化锌）作为一种应用非常广泛的透明氧化物半导体材料,其禁带宽度和激子束缚能都比较大,且透明度高,更是有着优异的压电性能,使其提供了一种机械能转换为电能的新方式,在能源采集转换等方面有着极其重要的应用前景。因此通过ZnO基压电能量采集器的压电薄膜性能优化以及多层膜结构设计的改善,提高压电能量采集器的光电性能和输出电压,成为广泛研究的热点问题。本文在不透明不锈钢基底和透明聚合物基底上直流磁控溅射生长AZO薄膜作为电极,射频磁控溅射生长ZnO压电薄膜,最终制备多层膜压电能量采集器。通过改变AZO电极的溅射参数,压电薄膜的溅射参数和压电薄膜的退火处理等来探究其对薄膜结构性能的影响,主要的探究内容和结果如下:1.探究了在WG柔性透明玻璃基底上沉积AZO薄膜的参数优化,依次研究了沉积厚度,溅射功率,工作压强,沉积温度和预应力对AZO薄膜的光电性能的影响。通过XRD图谱可以发现实验制备的AZO薄膜都有突出的（0002）峰,表明AZO膜具有高度c轴择优取向的纤锌矿相结构。从SEM表面和断面图可以看出AZO膜的柱状结构明显并且排列紧密有序。光学测试可以看出所有制备的AZO薄膜透光率都很高,在可见...
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 ZnO的结构及基本性质
1.2 ZnO薄膜的压电性质
1.3 悬臂梁式ZnO压电薄膜的发展概况
1.4 本文的研究意义及主要研究内容
1.5 本章小结
第二章 样品制备及性能表征手段
2.1 样品制备
2.1.1 磁控溅射法原理
2.1.2 AZO和ZnO薄膜制备过程
2.2 AZO和ZnO薄膜的性能表征手段
2.2.1 微结构表征:XRD、SEM、台阶仪
2.2.2 光学性能表征:UV
2.2.3 电学性能表征:四探针测电阻
2.2.4 组分分析:XPS
2.2.5 压电输出电压表征:振动台和示波器
2.3 本章小结
第三章 AZO透明电极的制备及光电性能的研究
3.1 样品制备
3.2 沉积厚度对AZO薄膜的微结构和光电性能的影响
3.2.1 微结构
3.2.2 光学性能
3.2.3 电学性能
3.3 溅射功率对AZO薄膜的微结构和光电性能的影响
3.3.1 微结构
3.3.2 光学性能
3.3.3 电学性能
3.4 工作压强对AZO薄膜的微结构和光电性能的影响
3.4.1 微结构
3.4.2 光学性能
3.4.3 电学性能
3.5 沉积温度对AZO薄膜的微结构和光电性能的影响
3.5.1 微结构
3.5.2 光学性能
3.5.3 电学性能
3.5.4 组分分析
3.6 预应力对AZO薄膜的微结构和光电性能的影响
3.6.1 微结构
3.6.2 光学性能
3.6.3 电学性能
3.7 本章小结
第四章 磁控溅射法制备ZnO薄膜及其性能研究
4.1 退火处理对不锈钢柔性基底上制备的ZnO薄膜的性能影响
4.1.1 样品制备
4.1.2 微结构
4.1.3 光学性能
4.1.4 总结
4.2 氧氩比对聚合物透明柔性基底上制备的ZnO薄膜的性能影响
4.2.1 样品制备
4.2.2 微结构
4.2.3 光学性能
4.2.4 总结
4.3 本章小结
第五章 ZnO基压电振动能量采集器的构建及性能优化
5.1 压电悬臂梁结构的构建及理论研究
5.2 不锈钢基底ZnO基压电振动能量采集器的构建与性能优化
5.2.1 退火处理对ZnO基压电能量采集器的性能影响
5.2.2 压电薄膜厚度和退火处理对ZnO基压电能量采集器的性能影响.
5.3 全透明柔性基底ZnO基压电振动能量采集器的制备及性能研究
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文、参与项目、学术会议及奖励荣誉一览
【参考文献】：
期刊论文
[1]Magnetoresistive sensors with hybrid Co/insulator/ZnO:Co junctions[J]. Guang Chen,Cheng Song,Feng Pan. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2013(02)
[2]Structure,optical,and magnetic properties of Mn-doped ZnO films prepared by sputtering[J]. Li-wei Wang,Zheng Xu,Fu-jun Zhang,Su-ling Zhao,and Li-fang Lu Institute of Optoelectronics Technology,Key Laboratory of Luminescence and Optical Information(Ministry of Education of China),Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2010(04)
本文编号：3514080
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 ZnO的结构及基本性质
1.2 ZnO薄膜的压电性质
1.3 悬臂梁式ZnO压电薄膜的发展概况
1.4 本文的研究意义及主要研究内容
1.5 本章小结
第二章 样品制备及性能表征手段
2.1 样品制备
2.1.1 磁控溅射法原理
2.1.2 AZO和ZnO薄膜制备过程
2.2 AZO和ZnO薄膜的性能表征手段
2.2.1 微结构表征:XRD、SEM、台阶仪
2.2.2 光学性能表征:UV
2.2.3 电学性能表征:四探针测电阻
2.2.4 组分分析:XPS
2.2.5 压电输出电压表征:振动台和示波器
2.3 本章小结
第三章 AZO透明电极的制备及光电性能的研究
3.1 样品制备
3.2 沉积厚度对AZO薄膜的微结构和光电性能的影响
3.2.1 微结构
3.2.2 光学性能
3.2.3 电学性能
3.3 溅射功率对AZO薄膜的微结构和光电性能的影响
3.3.1 微结构
3.3.2 光学性能
3.3.3 电学性能
3.4 工作压强对AZO薄膜的微结构和光电性能的影响
3.4.1 微结构
3.4.2 光学性能
3.4.3 电学性能
3.5 沉积温度对AZO薄膜的微结构和光电性能的影响
3.5.1 微结构
3.5.2 光学性能
3.5.3 电学性能
3.5.4 组分分析
3.6 预应力对AZO薄膜的微结构和光电性能的影响
3.6.1 微结构
3.6.2 光学性能
3.6.3 电学性能
3.7 本章小结
第四章 磁控溅射法制备ZnO薄膜及其性能研究
4.1 退火处理对不锈钢柔性基底上制备的ZnO薄膜的性能影响
4.1.1 样品制备
4.1.2 微结构
4.1.3 光学性能
4.1.4 总结
4.2 氧氩比对聚合物透明柔性基底上制备的ZnO薄膜的性能影响
4.2.1 样品制备
4.2.2 微结构
4.2.3 光学性能
4.2.4 总结
4.3 本章小结
第五章 ZnO基压电振动能量采集器的构建及性能优化
5.1 压电悬臂梁结构的构建及理论研究
5.2 不锈钢基底ZnO基压电振动能量采集器的构建与性能优化
5.2.1 退火处理对ZnO基压电能量采集器的性能影响
5.2.2 压电薄膜厚度和退火处理对ZnO基压电能量采集器的性能影响.
5.3 全透明柔性基底ZnO基压电振动能量采集器的制备及性能研究
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文、参与项目、学术会议及奖励荣誉一览
【参考文献】：
期刊论文
[1]Magnetoresistive sensors with hybrid Co/insulator/ZnO:Co junctions[J]. Guang Chen,Cheng Song,Feng Pan. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2013(02)
[2]Structure,optical,and magnetic properties of Mn-doped ZnO films prepared by sputtering[J]. Li-wei Wang,Zheng Xu,Fu-jun Zhang,Su-ling Zhao,and Li-fang Lu Institute of Optoelectronics Technology,Key Laboratory of Luminescence and Optical Information(Ministry of Education of China),Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2010(04)
本文编号：3514080
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3514080.html
