超聲霧化法制備Er3+摻雜SnO2薄膜結(jié)構(gòu)與性質(zhì)研究.pdf

1、二氧化錫是一種n型寬禁帶半導(dǎo)體材料。傳統(tǒng)上，SnO2薄膜被廣泛應(yīng)用于透明導(dǎo)電薄膜、氣敏傳感器和太陽能電池等領(lǐng)域。近年來，越來越多的研究者開始關(guān)注SnO2薄膜納米粒子的制備技術(shù)及新的光電性質(zhì)的研究，它被認為是下一代最具潛力的光電材料之一。尤其是二氧化錫摻稀土元素鉺離子，發(fā)出1540nm的紅外光，正好對應(yīng)于石英光纖的最小吸收波長，在光纖傳輸與光電子器件中起著很重要的作用。
　　 本文研究了超聲霧化法制備薄膜工藝。以SnCl4·5H2

2、O作為前驅(qū)體溶液和ErCl3·6H2O作為摻雜劑，在玻璃襯底和硅片襯底上分別沉積不同工藝參數(shù)的摻鉺SnO2薄膜。主要研究了超聲霧化器中前驅(qū)液濃度，載氣流量和襯底溫度對摻鉺二氧化錫薄膜的導(dǎo)電率和透過率的影響，以及鉺摻雜濃度和退火溫度對摻鉺SnO2薄膜的結(jié)構(gòu)和光致發(fā)光性能的影響。利用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡、四探針電阻儀、分光光度計和熒光光譜儀等測試手段對薄膜進行結(jié)構(gòu)和性能的測試。X-射線衍射圖和SEM圖表明，超聲霧化法制備的

3、摻鉺SnO2薄膜具有純金紅石結(jié)構(gòu)和相當高的結(jié)晶形態(tài)，且薄膜表面較平整，薄膜粒子大小隨著摻鉺濃度的增大而減小。通過對薄膜導(dǎo)電率和透過率的測試，結(jié)果表明：當前驅(qū)液濃度為0.25mol/L，襯底溫度為450℃，載氣流量為400L/h時，用超聲霧化法制備的二氧化錫摻鉺薄膜較均勻和透明。用熒光光譜儀對SnO2薄膜進行光譜測量，激發(fā)光為266nm，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在室溫下樣品發(fā)出橘黃色的可見光和1540nm的紅外光。經(jīng)PL譜分析后，發(fā)現(xiàn)可見光來源于二氧化錫