溶胶凝胶法制备ZnO薄膜及性质研究

摘要

以二水醋酸锌为原料,使用溶胶凝胶法在(100)Si衬底上旋转涂敷得到ZnO薄膜．采用傅立叶变换红外光谱和X射线衍射(XRD)分析经N2、空气、O2不同气氛400℃退火ZnO薄膜的成分和结构差异．使用XRD、原子力显微镜和光致发光手段重点研究了N2气氛条件下,ZnO薄膜结构与发光特性随退火温度的变化规律,发现400℃下退火更适于干凝胶薄膜经历结构弛豫,生成具有(002)择优取向、性质优良的纳米晶ZnO薄膜．计算该样品的晶粒尺寸为41．6 nm,晶格常数α=0．3253nm, c=0．521 nm,其PL光谱出现495 nm附近强的绿光发射峰,可能源于ZnO纳米晶粒表面缺陷氧空位(Vo)．随着退火温度升高,ZnO生成量减少、晶粒体表面积比(S／V)减小共同作用导致绿光峰强度变弱．