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ZnO∶Al(ZAO)透明导电薄膜具有优良的光电性能,被认为是ITO薄膜的理想替代品,在平板显示、电磁屏蔽、热阻挡层、气敏传感器、太阳能电池等领域具有广阔的应用前景。同时,ZnO一维纳米结构具有独特的光电性能,在激光、场发射、光电子器件等领域有新的潜在应用前景,因而近年来得到了广泛而深入的研究。但迄今为止还很少有关于水热法合成掺铝氧化锌纳米棒阵列的报道。本文选择合理的实验方法,将ZAO透明导电薄膜和纳米棒阵列这两项研究有机结合起来,展开系统的研究。首先采用溶胶凝胶法,在普通玻璃基片上成功制备出具有完好C轴取向的ZAO薄膜,系统研究了溶胶浓度、Al掺杂量、旋涂次数、预处理温度和退火温度等工艺参数对薄膜微观结构和光电性能的影响。研究结果表明薄膜的光电性能与其晶体取向、表面形貌有密切关系,C轴取向可有效地降低薄膜的电阻率,未经预处理不能获得高度C轴择优取向的薄膜。当掺杂浓度为2at%,预处理温度为300℃,旋涂次数为15次,退火温度为550℃时,薄膜样品在可见光区域的透射率高于80%,方块电阻低至515Ω/□。探讨了薄膜的生长机理,初始阶段的非均匀形核和随后晶核的择优生长促使薄膜择优取向。然后采用低温水热法在修饰了ZAO薄膜的玻璃衬底上制备了窄直径分布、晶体取向高度一致的ZAO纳米棒阵列。研究了各工艺参数对纳米棒形貌、尺寸和性能的影响。研究结果表明:纳米棒阵列垂直于衬底沿[002]方向取向生长,平均直径为50nm左右;表面活性剂PEI具有促进ZAO纳米结构棒状生长的作用;随着铝掺杂量的增加,阵列薄膜的紫外辐射峰发生蓝移,铝掺杂量为2at%的薄膜具有最好的光致发光性能。研究结果表明铝掺杂可以提高ZnO阵列薄膜的发光强度,这为开拓一维ZnO纳米结构在光学领域的应用提供了新的思路。