利用溶膠-凝膠（sol-gel）法在玻璃和硅襯底上制備了不同Sn摻雜量的Sn-Al共摻的ZnO薄膜。采用X射線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、紫外可見分光光度計（UV-Vis）、光致發(fā)光譜（PL）等測試手段,對薄膜的結構、形貌和光學性能進行了表征。結果表明:所制備的樣品晶粒均沿（002）方向擇優(yōu)生長,且隨著Sn元素摻雜量的增加,擇優(yōu)取向性先增強后減弱,同時薄膜的半高寬先減小后增大,半高寬最小時,薄膜的結晶質量最好。與只摻Al元素的ZnO薄膜相比,共摻后的薄膜近紫外發(fā)光峰的強度明顯降低,出現(xiàn)了輕微的藍移,且在600 nm處的缺陷發(fā)光強度明顯增強;隨著Sn摻雜量的增加薄膜的透過率先增加后減小。與AZO薄膜相比,當Sn的摻雜量為0.020時,薄膜的結晶質量更好,缺陷發(fā)光更強,光透過率更高。 

【文章來源】：光電子·激光. 2020,31(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

不同Sn摻雜量的Sn-Al共摻ZnO薄膜

圖2為不同Sn4+摻雜量的AZO復合膜的表面形貌圖,所用的儀器是掃描電子顯微鏡(SEM)。由圖可知樣品B0即單摻Al3+量為0.015的薄膜,其表面光滑,致密性和均勻性都比較好。隨著Sn4+的摻雜,復合膜表面有較多的近似六角形結構的顆粒出現(xiàn)且在顆粒的底層有排列致密的小顆粒組成的多孔結構層出現(xiàn)。樣品B2的晶粒大小有較大差異且與A0和B0相比晶粒之間出現(xiàn)空隙,這可能是因為Sn4+的摻入增大了薄膜晶面間距所導致的。樣品B4與B2相比則出現(xiàn)了大量沿C軸生長的柱狀顆粒,底層的細小顆粒也變大。隨著Sn4+的摻雜量增加到0.030即樣品B5時,薄膜表面變得凹凸不平不再致密均勻,粒徑變大且形狀發(fā)生變化不再規(guī)則統(tǒng)一。由此可知適量的Sn4+摻雜可以提高薄膜的擇優(yōu)取向,摻雜量不足或者過量都會降低薄膜的結晶性能。圖2 不同Sn摻雜量的Sn-Al共摻ZnO薄膜的SEM圖

不同Sn摻雜量的Sn-Al共摻ZnO薄膜的SEM圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]沉積時間對Sn-Mg共摻ZnO薄膜光電性能的影響[J]. 王玉新,崔瀟文,臧谷丹,趙帥,李真,王磊,叢彩馨.  光電子·激光. 2019(02)
[2]K摻雜量對K-N共摻ZnO薄膜光學性能的影響[J]. 王玉新,臧谷丹,陳苗苗,崔瀟文,趙帥,王磊,李真,閻堃.  遼寧師范大學學報(自然科學版). 2018(04)
[3]MgxZn1-xO復合薄膜帶隙展寬的研究[J]. 王玉新,臧谷丹,崔瀟文,趙帥,王磊,李真,劉子偉.  遼寧師范大學學報(自然科學版). 2018(02)
[4]襯底溫度對Na-Mg共摻ZnO薄膜光學性能的影響[J]. 王玉新,劉奇,臧谷丹,崔瀟文,劉子偉,梁鳴.  光電子·激光. 2017(12)
[5]氧化鋅薄膜的缺陷發(fā)光和它作為白光光源的潛在應用（英文）[J]. 劉石,陳永健,崔海寧,孫勝男,王子涵,王海水.  光譜學與光譜分析. 2016(05)
[6]硝酸銨誘導電沉積氧化鋅納米柱的鋁摻雜及光學性質操控[J]. 湯洋,郭邐達,張增光,陳頡.  光學精密工程. 2015(05)
[7]薄膜厚度對TGZO透明導電薄膜光電性能的影響[J]. 劉漢法,張化福,王振環(huán).  真空科學與技術學報. 2011(02)
[8]溶膠-凝膠法制備ZnO:Sn（TZO）薄膜[J]. 孫惠娜,劉靜,高美珍.  功能材料與器件學報. 2010(04)
[9]pH值對溶膠-凝膠法制備的摻鋁氧化鋅薄膜光電性能的影響[J]. 劉凱,趙小如,趙亮,姜亞軍,南瑞華,魏炳波.  人工晶體學報. 2009(03)



本文編號：3113777