Al掺杂ZnO薄膜的微结构及光学特性研究

摘要

采用射频磁控溅射方法在玻璃衬底上制备出不同Al掺杂量的ZnO(AZO)薄膜.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致荧光发光(PL)等系统研究了不同Al掺杂量对ZnO薄膜的结晶性能、表面形貌和光学特性等的影响.结果显示,随着Al掺杂量的增加,薄膜的(002)衍射峰先增强后减弱,同时出现了(100)、(101)和(110)衍射峰,表明我们制备的AZO薄膜为多晶纤锌矿结构,适量的Al掺杂可提高ZnO薄膜的结晶质量,然而AZO薄膜的表面平整、晶粒致密均匀.薄膜在紫外-可见光范围的透过率超过90%,同时随着Al掺杂量的增加,薄膜的光学带隙值先增大,后减小.这与采用量子限域模型对薄膜的光学带隙作出相应的理论计算所得结果的变化趋势完全一致.