發(fā)布時(shí)間：2017-09-13 12:15

  本文關(guān)鍵詞：襯底溫度對(duì)磁控濺射氧化鋅薄膜的影響及其物性研究

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【摘要】：本論文采用射頻磁控濺射在單晶Si襯底上制備ZnO薄膜,研究了不同襯底溫度對(duì)ZnO薄膜形貌、結(jié)晶和發(fā)光等物性的影響。研究結(jié)果如下:利用射頻磁控濺射法沉積了一系列氧化鋅薄膜,保持其他生長(zhǎng)參數(shù)不變,調(diào)節(jié)改變襯底溫度分別為室溫、100℃、200℃、300℃、400℃和500℃。使用原子力顯微鏡表征了氧化鋅薄膜的表面形貌,在中間溫區(qū)200℃和300℃時(shí)沉積的氧化鋅薄膜最光滑,成膜均勻致密,表面粗糙度較小。使用X射線衍射表征分析氧化鋅薄膜的結(jié)晶性質(zhì),隨著襯底溫度的升高,ZnO(002)衍射峰的強(qiáng)度逐漸增加,而半高寬也呈現(xiàn)減小趨勢(shì),說(shuō)明單從結(jié)晶角度看更高的襯底溫度有利于ZnO的成核生長(zhǎng)。此外還測(cè)試了氧化鋅薄膜的光致發(fā)光光譜,300℃時(shí)沉積的ZnO薄膜具有最大的紫外發(fā)射強(qiáng)度和更高的紫外/可見(jiàn)發(fā)光比,表現(xiàn)出更好的光學(xué)質(zhì)量。由本論文研究可知,在襯底溫度為300℃時(shí)濺射沉積的氧化鋅薄膜具有更好的薄膜質(zhì)量。襯底溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí)都不利于氧化鋅薄膜的結(jié)晶和發(fā)光。
【關(guān)鍵詞】：氧化鋅薄膜 磁控濺射 襯底溫度
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ132.41;TB383.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-20
• 1.1 ZnO材料的發(fā)展8-9
• 1.2 ZnO的基本性質(zhì)9-15
• 1.2.1 ZnO的晶體結(jié)構(gòu)9-11
• 1.2.2 ZnO的光學(xué)特性11
• 1.2.3 ZnO的電學(xué)特性11-12
• 1.2.4 ZnO的壓電特性12-13
• 1.2.5 ZnO的壓敏特性13-14
• 1.2.6 ZnO的氣敏特性14-15
• 1.3 ZnO薄膜的主要應(yīng)用15-18
• 1.3.1 光波導(dǎo)器件15-16
• 1.3.2 透明導(dǎo)電薄膜16-17
• 1.3.3 光探測(cè)器17
• 1.3.4 其他應(yīng)用17-18
• 1.4 ZnO的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀18-19
• 1.4.1 國(guó)內(nèi)ZnO研究的發(fā)展現(xiàn)狀18
• 1.4.2 國(guó)外ZnO研究的發(fā)展現(xiàn)狀18-19
• 1.5 本論文的研究?jī)?nèi)容19-20
• 第二章 ZnO薄膜的制備20-26
• 2.1 ZnO薄膜的一些制備方法20-23
• 2.1.1 脈沖激光沉積20
• 2.1.2 化學(xué)氣相沉積20-21
• 2.1.3 分子束外延21-22
• 2.1.4 溶膠—凝膠22-23
• 2.2 磁控濺射法制備ZnO薄膜23-26
• 2.2.1 反應(yīng)磁控濺射的基本原理23-24
• 2.2.2 磁控濺射制備ZnO薄膜的優(yōu)缺點(diǎn)24-26
• 第三章 不同襯底溫度下磁控濺射生長(zhǎng)氧化鋅薄膜及其物性研究26-45
• 3.1 磁控濺射生長(zhǎng)氧化鋅薄膜26-29
• 3.1.1 高真空磁控濺射沉積系統(tǒng)26-27
• 3.1.2 射頻磁控濺射生長(zhǎng)ZnO薄膜的操作流程27-29
• 3.1.3 襯底的清洗及實(shí)驗(yàn)方案29
• 3.2 襯底溫度對(duì)ZnO薄膜物性的影響29-43
• 3.2.1 薄膜生長(zhǎng)的工藝條件29-30
• 3.2.2 不同襯底溫度生長(zhǎng)的ZnO薄膜的表面形貌分析30-36
• 3.2.3 不同襯底溫度生長(zhǎng)的ZnO薄膜的晶體學(xué)性質(zhì)探究36-41
• 3.2.4 不同襯底溫度生長(zhǎng)的ZnO薄膜的發(fā)光光譜41-43
• 3.3 小結(jié)43-45
• 第四章 結(jié)論45-46
• 致謝46-47
• 參考文獻(xiàn)47-49
• 研究生期間參加科研情況49

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