退火处理对ZnS薄膜的结构和光学性质的影响

摘要

在200 ℃下利用激光沉积技术分别在玻璃和Si(100)上沉积制备了ZnS薄膜,并在300,400,500 ℃下退火1 h.用X射线衍射(XRD)仪、紫外/可见光/近红外分光光度计、台阶仪和原子力显微镜(AFM)分别对不同衬底上样品的特征进行了观察.结果表明,玻璃上的ZnS薄膜只在28.5°附近存在着(111)方向的高度取向生长.在可见光范围内透射率为60%～90%.计算显示薄膜的光学带隙在3.46～3.53 eV之间,其小于体材料带隙的原因在于硫元素的缺失.根据光学带隙判断薄膜是单晶立方结构的β-ZnS.Si(100)上生长的是多晶ZnS薄膜:500 ℃下退火后,表面也比未退火表面更加平整致密,变化规律与ZnS/glass的类似.说明高温下退火可以有效地促进晶粒的结合并改善薄膜质量.