Mg-Sn摻雜ZnO薄膜(DOC)

1、第四章溶膠凝膠法制備摻雜 ZnO 薄膜ZnO 薄膜作為透明導(dǎo)電薄膜（TCO）,在可見光區(qū)域具有高透過性，通過對(duì)ZnO薄膜摻雜改性，能獲得良好的導(dǎo)電性，解決了其本征缺陷導(dǎo)致的導(dǎo)電性差的問題。摻雜 元素基本上是川族元素、W族元素和WB 族元素，單元素?fù)诫s雖然均能提高薄膜的電學(xué) 性能，但是相應(yīng)的降低了光學(xué)性能。所以很多研究者嘗試通過共摻雜ZnO,以此來達(dá)到一個(gè)相對(duì)優(yōu)良的性能。 park 等35研究人員發(fā)現(xiàn)， Zn2+（0.074 nm） 與 Mg2+離子半徑 （0.072 nm）很相近，且 MgO 的禁帶寬度是 7.7 eV,用 Mg 摻雜 ZnO 薄膜，可以使得禁帶寬度 在 3.27.8范圍內(nèi)變化

2、，實(shí)現(xiàn)禁帶寬度可調(diào)。本章除了介紹溶膠凝膠的實(shí)驗(yàn)過程外，重 在探討摻雜和厚度對(duì) ZnO 薄膜光電性能的影響，Na 摻雜一定量時(shí)，不同 Mg 摻雜量對(duì)其結(jié)構(gòu) 特性、光學(xué)性質(zhì)的影響，以及不同鍍膜層數(shù)對(duì) Mg-Sn 共摻 ZnO 薄膜在光學(xué)和電學(xué)的影響來 說明相對(duì)不同薄膜厚度對(duì) ZnO薄膜的性能影響。4.14.1 溶膠凝膠實(shí)驗(yàn)工藝如圖 4-1 是本文溶膠凝膠法制備薄膜的工藝。表4-1 是實(shí)驗(yàn)所用的試劑，表 4-2 是實(shí)驗(yàn)使用到的儀器。溶膠凝膠法最重要的一步是溶膠的配制，溶膠的好壞直接關(guān)系到后 面薄膜的生長，溶膠太稀，鍍膜時(shí)，容易被甩出去，太綢不利于薄膜均勻生長。本實(shí)驗(yàn) 的的配制過程是：在有機(jī)溶劑C2H

3、6O 中加入規(guī)定量的前驅(qū)體二水醋酸鋅，摻雜劑以及穩(wěn)定劑，每瓶溶液濃度控制在0.75mol/L，總物質(zhì)的量為 0.045 mol,用磁力攪拌水浴鍋60C熱攪拌 2h，取出后室溫靜置 7 天，最后得到均勻無色透明溶膠凝膠溶液。表 4-1 實(shí)驗(yàn)用到的試劑Table4-1 The experime nt used reage nts試劑分子式含量用途無水乙醇C2H6O分析純有機(jī)溶劑二水醋酸鋅Zn(CH3COO)22H2O分析純前驅(qū)體乙醇胺C2H7NO分析純穩(wěn)定劑氯化鈉NaCl分析純摻雜源六水氯化鎂MgCl26H2O分析純摻雜源五水氯化錫SnCI45H2O分析純摻雜源表 4-2 實(shí)驗(yàn)使用到的儀器設(shè)備Ta

4、ble4-2 The in strume nts and equipme nt used in experime nt儀器名稱用途KQ5200DE 型數(shù)控超聲清洗器清洗襯底DHG-9053 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱干燥錐形瓶等器皿電子天平稱量前驅(qū)物及摻雜等物質(zhì)JRA-6 數(shù)顯恒溫磁力攪拌水浴鍋加快溶解，形成溶膠均勻涂膜預(yù)處理，使膠體干燥退火，使薄膜結(jié)晶KW-4A 型臺(tái)式勻膠機(jī)JR 系列數(shù)顯恒溫加熱臺(tái)快速退火爐配制滾液圖 4-1 旋涂法制備薄膜的流程圖Table4-1 The flow chart of prepari ng thin films by spin-coati ng method溶膠凝

5、膠的鍍膜方法基本上有兩種：旋涂閥和提拉法。本文用到的是旋涂法。圖 4-2 為KW-4A 型臺(tái)式勻膠機(jī)鍍膜機(jī)實(shí)物圖。 鍍膜的過程： 把洗凈干燥好的石英襯底（規(guī)格 1cmx1cm）固定在旋涂儀上，打開抽氣開關(guān)，使襯底被吸附住，用膠頭滴管吸取溶膠，垂直 滴于襯底中央，蓋上，打開旋轉(zhuǎn)開關(guān)，開始旋轉(zhuǎn)。本文的旋涂轉(zhuǎn)速均先以1000r/min 勻膠 12s，再以 4000r/min 勻膠 30s,每鍍一層，300C下預(yù)處理 15 分鐘，形成溶膠，重復(fù)多枕4.24.2 Na-MgNa-Mg 共摻對(duì) ZnOZnO 薄膜的影響Na+、Mg2+摻雜比列分別為 0at%:0at%、1at%:0at%、1at%:0.5

6、at%、1at%:1at%、1at%:1.5at%的 1#5#樣品。重復(fù)鍍膜 6 次，在 650C空氣中退火 1.5 小時(shí)，之后隨爐冷 卻 1.5小時(shí)，得到樣品。樣品測試采用室溫下 X 射線衍射儀（XRD） 、 紫外一可見分光光度計(jì) （Perkin Elmer Lambda75C）、日本 JEOL 公司的 JSM6700F 型掃描電子顯微鏡（FESEM）對(duì)薄膜樣品的 微觀結(jié)構(gòu)、光學(xué)性能及表面形貌進(jìn)行表征。4.2.14.2.1 薄膜的結(jié)構(gòu)分析/i(002)Na-Mg 1：1亠工HId JI t&Mt:M 3尬&MsM1:11NJ-Mg 10.5L - 1 I “-|一0:0:-

7、亠 T1 .i 亠圖 4-1 是未摻雜和不同 Na-Mg 摻雜比是時(shí) ZnO 薄膜的 XRD 圖譜Fig. 4-1 X-ray diffracti on Patter ns of ZnO thin films with differe nt Na-Mg contents70図50?/O圖 4-1 KW-4A 型臺(tái)式勻膠機(jī)鍍膜設(shè)備Figure 4-1 The equipme nt of the spin coater KW-4A圖 4-1 是 1#5#ZnO 薄膜的 XRD 圖譜。所有薄膜均表現(xiàn)為六方纖鋅礦型ZnO 晶體結(jié)構(gòu)，且 C 軸擇優(yōu)取向，摻雜后并未觀察到其他相的衍射峰。由圖大致可以看出不

8、同摻雜比對(duì)(002)衍射峰的強(qiáng)度及位置均有不同程度的影響。 表 4-2是 1#5#薄膜樣品(002)衍射峰的結(jié)構(gòu)參數(shù)。結(jié)合表 4-2 分析，隨著 Mg 摻雜量的增 加，(002)峰不斷增強(qiáng)，說明結(jié)晶質(zhì)量變好。與未摻雜的相比，摻雜后，(002)峰的位置均向低角度偏移，晶面間距增大，這是因?yàn)镹a 或 Mg 作為雜質(zhì)摻入 ZnO 晶格中，造成了間隙缺陷，使得面間距增大，(002)峰位置向低角度偏移。又由于 Na+半徑(0.102)大于 Zn2+半徑(0.074)，而 Mg2+(0.072)半徑小于 Zn2+半徑，所以 Na 摻入主要是以替位摻雜存 在，少量Mg 進(jìn)入晶格后可以取代 Zn 或進(jìn)入間隙位

9、。在間隙位的 Mg 是施主，會(huì)中和 由部分 Na 摻雜后引起的受主濃度，并會(huì)使 ZnO 材料中的氧空位濃度增加36，使晶格松 散，從而晶胞常數(shù)變大，因此摻入少量 Mg 的 3#ZnO 薄膜與只摻 Na 的 2#ZnO 薄膜相比，(002)衍射峰有略向高角度偏移。但隨著 Mg 摻雜量的繼續(xù)增加，衍射峰位持續(xù)向低角度 偏移，這可能是因?yàn)?Mg 過量摻雜后，Mg 間隙缺陷增加。表 4-2 不同 Na-Mg 含量的 ZnO 薄膜的(002 衍射峰的結(jié)構(gòu)參數(shù)Table 4-2 Structure parameters of (002) diffractio n peak of ZnO thin film

10、s with differe nt Na-Mg content樣品Na-Mg 摻雜比例2n02/( )FWHM/( )d/(?)D/(nm)1#0:034.5120.2202.596742.62#1:034.4650.2282.600136.93#1:0.534.4680.1882.599951.14#1:134.4580.1932.600647.65#1:1.534.4220.1682.603258.6試驗(yàn)樣品晶粒尺寸采用 Scherrer 公式計(jì)算:D = K /COST(4-1)D為平均晶粒尺寸，計(jì)算結(jié)果如表 4-2 所示。由圖 4-2 可直觀地觀察到，只摻 Na 時(shí)半 高寬略有增大，可

11、能由于 Na 摻入后取代 Zn 的位置，Na+半徑比 Zn2+半徑大，導(dǎo)致晶格 畸變，晶胞變大，所以只摻 Na 時(shí)，半高峰有寬化現(xiàn)象37。隨著 Mg 摻雜的增加，半高 寬顯著下降。晶粒尺寸與半高寬有相反的變化趨勢。隨著Mg 摻雜的增加，平均晶粒尺寸明顯增大，其中 3#和 5#平均晶粒尺寸達(dá)到 51.1 nm 和 58.6nm。60圖 4-2 不同 Na-Mg 摻雜比的（002）衍射峰的半高寬和平均晶粒尺寸大小422422 薄膜的表面形貌分析圖 4-3 Na-Mg 摻雜比為 1:1 的 ZnO 薄膜的 SEM 圖Fig.4-3 SEM of ZnO thin films with 1:1 Na-

12、Mg content ratio由圖 4-3 可以看到薄膜表面光滑平整，晶粒大，均是六角形結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)了良好的結(jié) 晶性。0.232 10 92 2 2 10 0 0 0Q/MHWF0.16_,_ j_ -._ jj_| 351#0:02#1:03#1:0.54#1:15#1:1.5Na-Mg concent ratio / at%55mn,/ezls卩5G40Fig.4-2 FWHM of (002) diffraction peak and grain size of ZnO thin films with differe nt Na-Mg content ratio423423 薄膜的光學(xué)性

13、能分析圖 4-4 不同 Na-Mg 摻雜含量時(shí) ZnO 薄膜的紫外-可見透射光譜Figure 4-4 Ultraviolet-Visiable tran smissi on spectroscopy of ZnO thin films with differe nt Mg content從圖 4-4 透射光譜圖中可以看到，在紫外區(qū)，ZnO 薄膜的透過率驟然下降，形成一 條陡峭的吸收邊，這主要是由于價(jià)帶上的電子吸收光子能量后躍遷到導(dǎo)帶的高能級(jí)所造 成的。結(jié)合表 4-3，ZnO 薄膜在可見光區(qū)域的平均透過率均在80%以上。由圖 4-4 的內(nèi)插放大圖看出，隨著 Mg 摻雜量的增加，薄膜的紫外吸收邊一

14、直藍(lán)移。表 4-3 不同 Na,Mg 摻雜比 ZnO 薄膜的禁帶寬度及在可見光區(qū)域的平均透過率Table 4-3 Band gap and transmittance in visiable region of ZnO thin films with different contentTtems2#3#4#5#Dop ing ratio of Na:Mg1:01:0.51:11:1.5Band Band gap Eg/eV3.283.293.313.32D3.203.253.303.35hv(eV)3.403 452010:11|MWavcleiq|th t nm .1Q090凹70-6036

15、Q 4呃4砂5Q0550別0 6SQ 70Q75UVVavetength/nnmB&Q9002Q2O1P1 *usaEEi*!l1.it*#34.0 x12.0 x10.0- Na-Mg 1:0- Na-Mg 1:0.5Na-Mg1:1-Na-M91:1.5Tran smitta nce/%86838887圖 4-5 不同 Na-Mg 摻雜比例 ZnO 薄膜的ahv-h 的關(guān)系曲線Figure 4-5 vs. phot on en ergy of ZnO thin films with differe nt Na-Mg content ratio因?yàn)?ZnO 是直接寬帶隙材料，薄膜的禁

16、帶寬度 Eg可利用吸收邊由下面公式計(jì)算得到38:ahv = A(hv Eg)12(4-2)式中 a 為吸收系數(shù)，h為普朗克常數(shù)，v 為光子頻率，A為比例常數(shù)。其中薄膜的光學(xué) 系數(shù) a 與薄膜的透過率T有以下關(guān)系：IAa 二tl nT(4-3)所以 通過外延(ahv2曲線的直線部分取 ahv2= 0 時(shí)，E hv，即求出帶隙寬度。結(jié) 合圖 4-5、表 4-3中數(shù)據(jù)看出，隨著 Mg 摻雜量的增加，禁帶寬度也近乎線性增加，因?yàn)?MgO 的禁帶寬度是 7.7eV，并且 Mg2+和 Zn2+半徑比較接近，使 Mg2+在晶格中有比較好的 固溶度，所以摻 Mg 能提高 ZnO 薄膜的帶隙寬度。情況也符合靳錫

17、聯(lián)39等人的研究結(jié)果： MgxZn1-xO 的禁帶寬度隨 x 值的增大而逐漸加寬的原因是這種合金價(jià)帶頂?shù)奈恢糜蒓2p態(tài)決定，且基本不隨 x 值改變；而其導(dǎo)帶底的位置由 Zn4s 態(tài)決定，且隨 x 值的增大而逐 漸向高能端移動(dòng)，從而導(dǎo)致了禁帶寬度的不斷增寬。4.34.3 薄膜厚度對(duì) Mg-SnMg-Sn 共摻 ZnOZnO 薄膜的影響制備摻雜濃度為 Mg Sn=2:0.5(即 Mg、Sn 的物質(zhì)的量分別占總物質(zhì)的量的 2%、0.5%)，鍍膜層數(shù)分別為 5 層、8 層和 11 層的樣品，最后將樣品置于快速退火爐600E的溫度下退火 2h，然后隨爐冷卻取出。樣品分別標(biāo)記為 1#、2#、3#，且對(duì)樣品

18、厚度進(jìn)行測量，結(jié) 果如表4-4。采用 Ka輻射源(入=1.54056?)， Cu 靶， 工作電壓為 40 KV， 工作電流為 36 mA 的 D/max-RA型 X 射線衍射(XRD)儀觀察薄膜的晶相組成；采用 QuanTA-200F 型掃描電子 顯微鏡(SEM)觀察薄膜樣品的表面形貌；采用紫外-可見-近紅外光譜儀(Perkin ElmerLambda 750)分析薄膜的透過譜； 采用偏振穩(wěn)態(tài)熒光光譜 (Nicolet F-7000)儀以激發(fā)波長為 325 nm的激發(fā)光測定樣品的光致發(fā)光特性，利用型號(hào) KDY-1 電阻率/方阻四探針測試儀 觀察薄膜樣品的電學(xué)特性。4.3.14.3.1 薄膜的結(jié)

19、構(gòu)分析圖 4-6 是不同厚度的 Mg-Sn 共摻所制 ZnO 薄膜的 XRD 圖譜。由圖可知所有樣品都 只具有(002)晶面的衍射峰，未出現(xiàn)其他衍射峰，說明薄膜為六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)并都沿c 軸擇優(yōu)取向生長。隨著薄膜厚度的增加，衍射峰逐漸增強(qiáng)，說明厚度的增加提高了薄膜的 結(jié)晶質(zhì)量。結(jié)合表 4-4 可以看出薄膜樣品的衍射峰角度由1#的 34.4 逐漸增加至 3#的34.49 :薄膜(002)衍射峰位置向高角度移動(dòng)，由于 Mg2+的離子半徑(0.072 nm)和 Sn4+離子 半徑(0.069 nm)都比 Zn2+離子半徑要小，在摻雜的過程中，Mg2+和 Sn4+易取代 Zn2+離子，使晶胞體積減小，導(dǎo)

20、致衍射角向高角度方向移動(dòng)10 20 3020/40 50 60 70圖 4-6 不同厚度 ZnO 薄膜的 XRD 圖譜，插圖顯示了(002)衍射峰的位置變化Figure 4-6 XRD patter ns of the ZnO thin films with the differe nt thick ness and in sert picture shows theposition of (002) peak表 4-4 不同厚度的 Mg,Sn 共摻 ZnO 薄膜的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)0.20 -t*I 251#2#3#samples圖 4-7 不同厚度 ZnO 薄膜的半高寬與晶粒尺寸的關(guān)系圖譜Figur

21、e 4-7 FWHMof (002) diffract ion peak and grain size of ZnO thin films with differe nt thick ness圖4-7 為不同厚度的 Mg-Sn 共摻所制 ZnO 薄膜的半高寬(FWMH)與晶粒尺寸(Grain Size) 關(guān)系圖。半高寬受應(yīng)力分布、晶粒尺寸和結(jié)晶質(zhì)量綜合影響，半高寬的大小可以直接體現(xiàn)薄samplethick ness (nm)20( )FWHM ( )D(nm)1#75034.400.3227.52#120034.440.2831.73#165034.490.2145.7Table 4-4 St

22、ructural data of the Zn O:Mg-S n thin films with differe nt thick nessFWMH IGrain Size!28262422DL冠wwQ(Esoz一SufflJo-D 5o膜結(jié)晶質(zhì)量的情況。由圖可知隨著厚度的增加，半高寬在減小，說明薄膜結(jié)晶度隨著厚度的 增加而逐漸提高，這與前面 XRD 的分析一致。薄膜樣品晶粒尺寸 D 采用 Scherrer 公式計(jì)算 得出。通過計(jì)算可得 1#3#薄膜的晶粒尺寸 D 分別為 27.5 nm、31.7 nm 和 45.7 nm 如表 1）。 晶粒尺寸隨著厚度的增加而逐漸增大，在薄膜逐層生長過程中，

23、由于石英玻璃是非晶體，薄 膜初生長晶粒與襯底表面會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的晶格失配現(xiàn)象。隨著薄膜厚度的增加，初生長的若干 層原子與晶格匹配逐漸變好，并充當(dāng)緩沖層，使得上層的原子能夠c 軸擇優(yōu)取向，提高薄膜結(jié)晶質(zhì)量，薄膜衍射峰強(qiáng)度不斷增強(qiáng)。4.3.24.3.2 薄膜的表面形貌分析從圖 4-6 和圖 4-7 知，薄膜具有明顯的 c 軸取向生長，且隨著厚度的增加，晶粒尺寸變大。 圖4-8 是不同厚度的 Mg-Sn 共摻所制 ZnO 薄膜的 SEM 圖譜。由圖中可以看出 1#薄膜表面有 顆粒邊界清晰的顆粒，2#薄膜表面的顆粒開始減少，3#薄膜表面平整，生長致密、顆粒大小均 勻，且顆粒邊界不明顯。這說明隨著厚度的增加

24、，薄膜晶粒從垂直生長逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閭?cè)面橫向生 長；每涂一層，退火一次，薄膜晶粒就排序生長一次，因此隨著厚度的增加可以使晶粒越來越 排列有序地生長，從而使晶粒尺寸大小均勻，生長致密。Figure 4-8 SEM figures of ZnO thin films with the different thickness4.3.34.3.3 薄膜的光學(xué)性能分析圖 4-9 是不同厚度的 Mg-Sn 共摻所制 ZnO 薄膜的紫外-可見光透射光圖譜。由圖中可知樣 品在可見光范圍內(nèi)透過率均大于90%，隨著薄膜厚度的增加，透過率隨之降低。主要是因?yàn)楸∧ず穸容^小時(shí)，對(duì)光的吸收能力較弱。隨著薄膜厚度增加，光進(jìn)入薄膜

25、的光程增加，光子被 吸收和散射更多，所以透過率降低。再加上隨著薄膜厚度增加，生長逐漸致密，也會(huì)導(dǎo)致透過 率的下降。100Wavelengthnm圖 4-9 不同厚度 ZnO 薄膜的紫外-可見透射光譜Figure 4-9 UV-Vis tran smitta nee spectrum of ZnO thin films with differe nt thick ness4.3.44.3.4 薄膜的光致發(fā)光分析圖 4-10 是不同厚度的 Mg-Sn 共摻 ZnO 薄膜的 PL 圖譜，采用 325 nm 的激發(fā)波長激發(fā)。 從圖中可以看出所有的樣品都有 ZnO 的本征發(fā)光峰，以 400 nm 左右為

26、中心的紫外發(fā)光峰，460 nm 為中心的藍(lán)色發(fā)光峰以及中心位置較寬的綠色發(fā)光峰。隨著薄膜厚度的增加，2#和 3#薄膜樣品的近帶邊發(fā)射明顯增強(qiáng)，但是可以明顯看出3#薄膜的增強(qiáng)量級(jí)比 2#薄膜增強(qiáng)的小，這主要是因?yàn)?3#薄膜結(jié)晶質(zhì)量高，厚度增加，薄膜結(jié)晶度變好，促進(jìn)了激子復(fù)合和帶間躍遷，使 紫外發(fā)光40強(qiáng)度增強(qiáng)。光致發(fā)光譜中出現(xiàn)明顯的藍(lán)光發(fā)射峰，原因是淺施主能級(jí)上的 Zni向價(jià)帶頂躍遷和電子從導(dǎo)帶上向 VZn形成的淺受主能級(jí)躍遷。雖然 Mg2+(0.072 nm)和 Sn4+(0.069 nm)的離子半徑都比 Zn2+(0.074 nm)小,但是都算比較接 近。兩種摻雜離子都以置換的形式進(jìn)入ZnO

27、 晶格中，薄膜的發(fā)光主要以本征發(fā)光及缺陷發(fā)光為主。為了進(jìn)一步分析薄膜的發(fā)光特性，對(duì)PL 圖譜進(jìn)行高斯擬合如圖 4-11 所示。除了有明顯的本征發(fā)光峰外，三個(gè)樣品還出現(xiàn)了其他缺陷引起的發(fā)光峰。根據(jù)徐彭壽等41, 42利用全勢的線性多重軌道方法(full-potential linear muffin-tin orbital)即 FP-LMTO 方法計(jì)算的 ZnO 薄膜中 點(diǎn)缺陷及締合缺陷的能級(jí)，得到表 4-5。如鋅空位(VZn)與導(dǎo)帶底的能量差為 3.07 eV,與圖中觀 察到的 VZn位置很接近；三個(gè)樣品中也發(fā)現(xiàn)了位于 2.73 附近的發(fā)光峰，這與表中 Zni缺陷能級(jí) 能量 2.9 eV 相近

28、，則是 Zni附近的自由電子向價(jià)帶頂躍遷的結(jié)果。同時(shí)三個(gè)樣品均有能量為 2.65 eV 缺陷能級(jí)，這與電子從 Zni能級(jí)躍遷到能級(jí) Vzn形成的能量為 2.6 eV 的 ZniVzn相近。還觀察到 1#、2#有能量為 2.41 eV的發(fā)光峰,這與表中 VoZni缺陷能級(jí)的能量相近，3#出現(xiàn)了 與表中反位氧(Ozn, 2.37 eV)能量相近的缺陷發(fā)光峰(2.36 eV)，而 2#圖出現(xiàn)了微弱的，能量為 2.28 eV 的發(fā)光峰，根據(jù)表中信息，判斷是位置偏向于紅光發(fā)光峰的Ozn(1.87 eV)。表 4-5 ZnO 在可見光及紫外范圍內(nèi)的躍遷Table 4-5 Transition of ZnO

29、 in visible and ultraviolet rangeTrsnstticn-1EnerevFVPV/adaith nmLiht bandDefect*Donc?rL7W712red1V護(hù)工卻42腫blue*jZnfValence MnW工如518 1337-03=3.07blue*1FConduction bindJ_3 7-0.4=2.9741腫blue*1U-dE503 Pieai+l0屮Acceptor157-1.5=1.87red+-1Ozi*33.37-1.O2.37+13244ereaiPOzflQ.1478blue*3Zn嚴(yán)V*Dcncn*49blue*3Zn. -*

30、 OR+2.9-0.9=100 沖tedZu. f Oi*3Accepton12.4-03=2.2刃2口sruV血V/2.4-04=1.0621PredVZnr* Oi圖 4-10 不同厚度 ZnO 薄膜的光致發(fā)光（PL）譜Fig.4-10 The PL spectrum of ZnO thin films with differe nt thick ness202S3 3401.5202530354 0hu/eV圖 4-11 不同厚度的薄膜的 PL 譜高斯擬合Fig. 4-11 The PL spectrum of ZnO thin films with different thicknes

31、s with gaussian fitting4.3.54.3.5 薄膜樣品的 FT-IRFT-IR 分析為了更好地對(duì)薄膜定性分析，對(duì)樣品進(jìn)行了紅外測試(4004000 cm1)，得到了紅外吸收光譜。由圖 4-12 看出主要有 35003800 cm-1，28292949 cm-1, 21862384 cm-1，1107cm-1，475 cm-1五個(gè)吸收區(qū)域。乙醇主要有甲基(-CH3)、亞 甲基(=CH2)、羥基(-OH)組成，圖中 3671cm-1及附近的基團(tuán)頻率區(qū)為醇類中的 O-H 基的伸縮振動(dòng)，在 28292949 cm-1出現(xiàn)的兩個(gè)雙尖峰是醇類-CH3、 -CH2的 反對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰， 21862384 cn范圍內(nèi)的兩個(gè)峰判斷為C-R(醇類中的C-C、 C-H)鍵的伸縮振動(dòng)，中心在 1107 附近的吸收峰為 C-O 鍵的伸縮振動(dòng)43,475 cm-1的峰是 ZnO 的特征吸收峰。由紅外吸收光譜可以明顯看到，薄膜為3#樣品生長較好