ZnO納米團簇復合薄膜的制備及光電性質的研究.pdf

1、氧化鋅(ZnO)是一種新型的寬禁帶Ⅱ-Ⅳ族化合物半導體材料，以其優(yōu)良的特性，在太陽能探測器、紫外發(fā)光器件、場效應管等方面得到了廣泛的應用。近年來，納米團簇作為一個多學科交叉的科學技術，引起了研究者的廣泛關注。本文主要制備含有納米團簇結構的ZnO復合薄膜，并研究其光電性質。
　　本文的主要工作是利用納米球刻蝕技術制備出單層的、大面積的聚苯乙烯微球掩膜板，采用射頻磁控濺射技術在掩膜板上長一層ZnO薄膜，然后用有機溶液四氫呋喃(THF)

2、浸泡去除聚苯乙烯膠體球得到ZnO納米團簇陣列。掩膜板的制備嘗試了電泳法、直接滴點法和“漂移法”三種方法，結果表明使用“漂移法”可以得到面積較大且分布均勻的聚苯乙烯膠體球掩膜板;ZnO薄膜生長溫度為200℃，生長氣氛的氬氣和氧氣的流量為20sccm和10sccm，濺射功率為89W，退火溫度為1000℃時的ZnO薄膜納米結構晶格質量較好，XRD結果表明，ZnO納米團簇陣列具有(100)、(002)、和(004)取向，這說明此方法得到含有納米

3、團簇的ZnO薄膜不是單一取向。通過測試ZnO薄膜和ZnO納米團簇樣品的光學性質，得到以下結果:
　　1.ZnO薄膜樣品在可見光范圍內平均透過率在50％以上，隨著退火溫度的增加，薄膜的透過率略微升高，薄膜的吸收邊向短波長方向移動;對于具有不同尺寸晶粒的ZnO納米團簇樣品，隨著ZnO納米顆粒粒徑的增加，光吸收峰出現了寬化和紅移。
　　2.ZnO薄膜和ZnO納米團簇樣品的光致發(fā)光譜(PL)均表明，在紫外區(qū)域ZnO薄膜的PL光譜上在

4、360nm處都有一個很強的自由激子發(fā)光峰，這是ZnO的自由激子激發(fā)引起的;測試結果表明，當濺射時間為30分鐘時，含有納米團簇結構的ZnO薄膜缺陷密度比沉積15分鐘的樣品小，與沉積45分鐘的樣品相比，具有更明顯的納米結構，所以，沉積30分鐘的納米團簇樣品質量最高。而且隨著納米顆粒粒徑的減小，每個發(fā)射峰都發(fā)生了“藍移”，表明了納米晶粒之間耦合增強。
　　在ZnO納米團簇上采用旋涂的方法沉積一層PEDOT∶PSS薄膜，利用四探針方法測試