ATO薄膜的制备 _原创文档.pdf

1.1试剂与仪器

实验所用试剂有Zn(CHCOO)2H·O，Al(NO3)9H·O，异丙醇及二乙醇胺，

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均为分析纯，实验用水为二次去离子水．物相组成的表征通过x射线衍射完成。

仪器为RigakuDmax-2500型x射线衍射仪，采用HITACH／X650型扫描电子显微镜

进行薄膜形貌观察。薄膜光透射率的测量在GBS916UV／Visible型紫外-可见光

谱仪上进行。

1.2薄膜的制备

普通玻璃片依次用浓HNO，6.0mol／L盐酸溶液，6mol／L的NaOH溶液、

3

去离子水、无水乙醇超声浸泡15min，然后放入电热鼓风干燥箱中烘干备用．配

2+

制0．1-0．5mol／L的Zn(CHCOO)2H·O的异丙醇溶液，按二乙醇胺与Zn3：

322

o

2的摩尔比加入二乙醇胺作稳定剂。在50C下充分搅拌形成均匀透明的溶液。用

饱和的Al(NO)9H·O乙醇溶液作为掺杂剂，使Al／Zn的重量比为0.5％，配成

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均匀的溶胶。采用旋转涂膜法制备薄膜。每涂一层后在不同温度下预处理10min，

冷却到室温后继续涂下一层，直到需要的层数为止，然后在不同的温度下热处理

30min，取出静置，得ZAO薄膜。

1.3结果分析

从图1可以看出，不同层数的ZAO薄膜的衍射角完全一致，在2=34．45。处

的衍射峰最强，这对应于薄膜的(002)晶面的衍射，表明制备出的ZAO薄膜为(002)

择优取向纤锌矿的ZnO结构(JCPDS：36．1451)．热处理后的薄膜没有Al或A1203

的衍射峰出现，证明Al为掺杂剂进入ZnO的晶格结构中，以取代Zn的形式存在。

随薄膜层数的增加，衍射峰越来越强，半高宽越来越窄，说明随薄膜层数的增加，

薄膜厚度增加，同时薄膜的结晶性越来越好，从而XRD峰越来越强。XRD测试结果

表明，铝的掺杂并没有改变ZnO晶体结构，而是取代了晶体结构中锌的位置，所

沉积的ZAO薄膜中晶粒具有六角纤锌矿结构，呈c轴择优取向，即晶粒垂直于衬底

方向柱状生长。

图2是ZAO薄膜的电阻与层数关系曲线。从图2可看出，随着涂层数的增加，

薄膜的电阻逐渐减小。这是因为随着涂层数的增加，衬底上附着的ZAO颗粒数量

增多，使导电性能提高。图3是ZAO薄膜的透过率与层数关系曲线．随着涂层数

的增加，薄膜的透过率下降，但当涂层数达到6层时，薄膜的光透过率仍然大于

85％，这说明ZAO薄膜具有良好的光透过率。因此，为了得到导电性能更好的

ZAO薄膜，可适当增加薄膜的涂层数。

图1不同涂层ZAO薄膜的XRD图谱

A2层B4层C6层

图2ZAO薄膜的电阻与层数关系曲线

图3ZAO薄膜的透过率与层数关系曲线