不同电解质条件下ZnO薄膜的电沉积制造

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jayngu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
ZnO是一种具有大的禁带宽度(3.37eV)和室温激子束缚能(60meV)的半导体材料,ZnO的优良特性使其在在光电器件领域有着极大的应用潜力,ZnO纳米薄膜的制备和应用已成为当前半导体材料研究的一个重要方向。为了改善ZnO薄膜的成膜质量以及光电性能,研究人员一直在尝试在电解液中掺杂高分子物质制备复合膜。本文研究了ZnO薄膜的沉积过程及工艺条件,在此基础上研究了表面活性剂对ZnO膜的影响。   本文采用传统的三电极反应体系,以ITO导电玻璃为工作电极,铂电极为对电极,饱和甘汞电极作为参比电极。文中首先以Zn(NO3)2为电解液,采用阴极电化学沉积法在ITO导电玻璃上沉积出ZnO薄膜,对沉积膜进行了循环伏安特性研究,分析了浓度、沉积温度、沉积电位、溶液pH等对沉积膜的影响。对制备的ZnO薄膜进行SEM、XRD、EDS、光致发光等测试分析,结果表明电沉积法制备的ZnO薄膜为六方纤锌矿结构,在电解液pH取5.0±0.1,沉积电位在-1.3V~-1.1V,沉积时间为900-1200s,退火温度为500℃条件下,制备出的ZnO薄膜表面均匀、致密平整。实验研究了支持电解质在沉积过程中的作用,在电解液中加入支持电解质NaNO3,制备的ZnO薄膜中含有棒状结构,而加NaCl的电解液,其制备出的ZnO薄膜具有孔隙较大的片状结构。   本文还研究了表面活性剂六亚甲基四胺(HMTA)和木素磺酸钙(Lignosite)对ZnO的掺杂行为,分析了表面活性剂对电沉积过程、沉积膜结构、形貌以及光学性质的影响。实验表明,在电解液中掺杂HMTA,电沉积时随浓度、沉积电位、温度等沉积条件的改变,制备的氧化锌形貌亦相应发生改变。在优选条件下,ZnO薄膜表面呈小方晶搭接的均一结构。电解液中加入木素磺酸钙,降低了前驱体(氢氧化锌)表面张力,并通过空间位阻作用减少了团聚的可能性。研究发现电位取-1.9V时,ZnO颗粒紧密排列,表面平整;在较低温度下,ZnO薄膜表面平滑,粒径较小;温度升高,薄膜表面粗糙,颗粒粒径增大。经光学测试分析,掺杂六亚甲基四胺和木素磺酸钙后制备的ZnO薄膜在紫外及可见光区都有较强吸光度,未掺杂条件下制备的ZnO薄膜带隙为2.95eV,掺杂六亚甲基四胺制备的ZnO薄膜带隙为2.98eV,掺杂木素磺酸钙制备的ZnO薄膜带隙为2.99eV。  
其他文献
高兹认为,资产阶级政党以获得政权为目的,不是为了广大劳动者的利益,要揭示资本主义社会中工人阶级和广大人民群众受剥削和全面异化的现实,推进个体的自由解放,就必须构建革
两轮机器人作为一种新型的移动机器人,相对于传统移动机器人具有转弯半径小、控制灵活等优点,在军事、工业和生活等方面具有广泛的应用前景。但该种机器人同样也存在着爬坡与