掺杂对ZnO薄膜结构的影响

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脉冲电压对Al掺杂ZnO纳米结构薄膜的影响

关键词：ＺＯ；纳米结构薄膜：水热法；脉冲电磁场ｎ
中图分类号：０８４４文献标识码：Ａ文章编号：１７－２１２１）４０５－４６４３６（０２０ —２１０
ＥｆｅｔｏｌｅｌａｅｏｏｈａｄＳｒｏｔｇｎＧｒｗｔｎｔｕｔｒｏｅｔｅｆＺｎ
ｍｅｈｎｓｂｕｓｄｅｅｔｍａｎｔｅｄａｔｄｏｎｎｎｓｒｃｕｅｗａｐｒａｈｄｃａｉｍｙｐｌｌｃｒｅｏｇｅｉｆｌｃｅｎＺＯａｏｔｔｒｓａｐｏｃｅ．ｃｉｕ
ｍｅｏｓｓｉｅｔｕｓｄｅｅｔｍａｎｔｅｄ（Ｅ）ＴｅｆｃｓｆｕｓｄｅｃｏｇｅｉｆｌｔｄｓｔｗｉｐｌｌｒｈａｓｄｈｅｃｏｇｅｉｆｌＰＭＦ。ｈｅｔｏｌｌｔｍａｎｔｅｃｉｅｐｅｅｒｃｄｉ
、ｌ２Ｎｏ４，－．．０３Ａｕ．０２ｇ２１
举硼瓤
脉冲电压对Ａ掺杂ＺＯ纳米结构薄膜的影响ｌｎ
黄宝彤，唐立丹，刘哲，王建中
（宁工业大学材料科学与工程学院，辽宁锦州辽１１０）２０１
摘
要：采用脉冲电磁场辅助水热合成方法制备了Ａｌ掺杂ＺＯ纳米结构薄膜，分析了脉冲电压对纳米结构ｎ
ｖｌｇｎｇｏｈａｄｓｒｃｕｅｐｏｅｔｓｏｎｎｎｓｒｃｕｅｆｍｓｗｅｅｓｕｉｄｉｅａｌＴｈｏｔｅｏｒｗｔｎｔｔｒｒｐｒｅｆＺ０ａｏｔｕｔｒｌｒｔｄｅｎｄｔｉ．ｅａｕｉｉｃａａｔｒｚｔｎｏＯａｏｔｃｕｅｆｌｓｓｍｅｓｒｄｂｈｃｅｉａｉｆＺｎｎｎｓｒｔｒｍａｕｅｙＸＲＤａｄＳＭ．ｈｒｓｌｈｗｒｏｕｉｗａｎＥＴｅＸＩｅｕｔｓｏｓ

探究掺杂对ZnO薄膜禁带宽度的影响因素

探究掺杂对ZnO薄膜禁带宽度的影响因素李静;郭米艳【摘要】本文分析了ZnO的能带和态密度,总结了几种典型元素掺杂对ZnO薄膜禁带宽度的影响规律及作用机理,得出影响ZnO薄膜禁带宽度的主要因素：掺杂浓度、温度、厚度、带电粒子间的多体效应、杂质及缺陷带与导带的重叠。

【期刊名称】《江西化工》【年(卷),期】2011(000)003【总页数】4页(P4-7)【关键词】掺杂;禁带宽度;ZnO薄膜【作者】李静;郭米艳【作者单位】华烁科技股份有限公司,鄂州436000;盐光科技有限公司,鄂州436000【正文语种】中文【中图分类】O484.411 引言氧化锌(ZnO)属于六角晶系6mm点群，具有纤锌矿结构，是一种新型的Ⅱ－Ⅵ族宽禁带直接带隙半导体材料，室温下禁带宽度约为3.3eV，由于ZnO具有60meV激子束缚能(室温的热离化能为26meV)以及很强的紫外受激辐射，在短波长发光器件如LEDs、LDs具有很大的发展潜力［1］，成为继 GaN之后在宽禁带半导体领域又一研究热点。

要获得高性能的紫外发光器件，异质结的制备是关键的问题之一，而实现ZnO能带调节是制备ZnO基结型器件的前提。

述上成发近几年有很多人从事能带剪裁工作，取得了一定的进展。

随着能带剪裁工程的日益成熟，人们希望能找到与ZnO材料晶体结构相同，晶格常数相近，禁带宽度更近的材料以便拓宽ZnO的应用范围。

通过掺入Mg和Cd等元素可使ZnO 的带隙在2.4 eV至7.9 eV之间可调，从而为制备蓝光、绿光、紫光等多种发光器件提供了可能［2］。

本文在阅读大量文献的基础上，总结了掺杂元素对禁带宽度的影响，并就其作用机理进行了重点评述。

2 ZnO掺杂现状目前ZnO主要是n型掺杂和p型掺杂。

n型掺杂主要是Ⅲ族元素(如B、Al、Ga.、In等)，尤其对掺Al的研究最多。

第Ⅲ主族元素的最外层是三个电子，以三价离子代替Zn的二价离子，出现多余一个电子而成为施主杂质。

这个多余的电子只需要很少的能量，就可以摆脱束缚成为氧化锌薄膜中做共有化运动的电子，也就成为导带中的电子。

掺杂Al对DC反应溅射ZnO薄膜的影响

Ａ１ｌｍｅｔｔｒｅｓｎｔｅｉｉａｔｇｆＡＩｄｐｎ，ｔｅｉｔｒｐａａｉｔｎｅｈｐｉａｅｒｃｉｅｉｄｘａｄｔｅｅｎａｇｔ．Ｉｈｎｔｌａｅｏｏｉｇｈｎｅ－ｌｎｒｄｓａｃ，ｔｅｏｔｌｒｆａｔｎｅｎｈｅｉｓｃｖｂｎ — ａｈｎｅｉｎｆａｔｙａｄｇｐｃａｇｄｓｇｉｉｎｌ．ＴｈｎｓＡＩｏｔｎｎｒａｅ，ｔｅｏｔａｅｒｃｉｅｉｄｘａｄｔｅｂｎ－ａｈｎｅｃｅ，ａｎｅｔｉｃｅｓｓｈｐｉｌｆａｔｎｅｎｈａｄｇｐｃａｇｃｃｒｖｓｏｙｎｈｎｅ－ｌｎｒｉｔｎｅｒａｈｓａｓａｌａｕｆ．６ｎｌｗｌ，ａｄｔｅｉｔｒｐａａｓａｃｅｃｅｔｂｅｖｌｅｏ２ｍ．Ｔｈｎｌｓｓｒｖａｔａｌｏｏｅｔｄ０６ｅａａｙｅｅｅｌｈｔａｌｆｐｄＡ１ — ｄａｏｒｖｄａｒｅｓｄｎｒ，ａｄｔｅｒｓｌｌｏｉｄｃｔｈｔｔｅｃｎｕｔｉｆｔｅｆｍｓｍａｎｙｄｐｎｓｏｈｍｓｐｏｉｅｃｒｉｓａｏｏｓｎｈｅｕｔａｓｎｉａｅｔａｈｏｄｃｉｔｏｈｉｉｌｅｅｄｎｔｅｓｖｙｌｃｒｉｒｌｃｌａｉｎｃｕｅｙｔｅｌｔｉｅｄｆｃｓａｒｅａｉｔａｓｄｂｈａｔｅｅｔ．ｏｚｏｃＫｅｒｓＺＯｉ；ｅｉｔｉｙｒａｔｎｓｕｔｒｙｗｏｄ：ｎｆｍｒｓｓｉｔ；ｅｃｉｐｔｅｌｖｏ

V、Mn掺杂Zn0薄膜的掺杂特性及制备工艺研究

V、Mn掺杂Zn0薄膜的掺杂特性及制备工艺研究摘要:本文采用溶胶-凝胶法制备掺杂Mn的ZnO薄膜，并直流磁控溅射V掺杂的ZnO薄膜，研究Mn、V掺杂浓度以及制备工艺对于ZnO薄膜微观组织和电学性能的影响。

研究发现，溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜，最佳热处理温度为450℃前烘和700℃退火处理结合。

掺杂ZnO薄膜结构显示，Mn、V离子部分替代Zn离子进入ZnO晶格的内部。

Mn掺杂ZnO薄膜浓度约为1%时，或V元素掺杂浓度为2%时，ZnO薄膜中的(002)晶向的衍射峰最强，显示出一定的C轴择优生长性。

关键词:ZnO薄膜溶胶-凝胶法Mn掺杂V掺杂ZnO作为一种多功能氧化物材料，在光电、压电、热电、铁电、铁磁等多个领域都具有优异的性能。

ZnO具有六角纤锌矿结构，晶格结构相对开放，外来掺杂物容易进入ZnO的晶格，当外来元素进入ZnO晶格结构中，会改变ZnO的能带结构，从而产生一些新的物理现象。

目前对于ZnO的研究主要有以下几个方向：（1）ZnO薄膜制备工艺，改善工艺条件、选取合适的外延层和缓冲层材料以获得优质薄膜。

（2）对ZnO薄膜进行掺杂改性，如Mn[1]、Co、Mg、Ti、V[2]等。

（3）通过掺杂（如Zn，Cd[3]等），调节ZnO的带隙宽度，实现受激辐射并发光[4]。

（4）ZnO薄膜的P型掺杂，获得优质ZnO：p-n结[6]。

该文将探究溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜的最佳工艺制备温度，并研究Mn和V掺杂浓度对ZnO薄膜结构和C轴取向性的影响。

1 ZnO溶胶-凝胶法制备热工艺研究1.1 实验本节使用溶胶-凝胶法制备Mn掺杂ZnO薄膜[6]。

溶胶-凝胶体系以二水合醋酸锌为前驱体，锰掺杂体系为四水合醋酸锰，溶剂为无水乙醇，乙醇胺为稳定剂，乙二醇为增稠剂。

基底材料采用硅双面抛光片，N型掺杂，晶向为〈100〉±0.5°。

常温下，将水合醋酸锌以及水合醋酸锰加入烧瓶，注入乙醇后进行磁力搅拌，加入同摩尔数的乙醇胺和乙二醇。

ZnO薄膜的掺杂Al性能研究

（1）成膜速率高，膜的附着性好；
（2）可适用于多种涂膜材料，包括各种合金化合物；
（3）适用于各种不同的基材和形状；
（4）可实现大面积镀膜。[3]
此方法的缺点：
（1）绝缘靶会使基板温度上升；靶子的利用率低，这是因为靶子侵蚀不均。
（2）不能直接地实现强磁性材料的低温高速溅射。
Al掺杂ZnO薄膜的意义
通常ZnO存在各种缺陷，它们严重影响了半导体材料的电学和光学性能。未掺杂ZnO材料通常表现为n型导电特性，一般认为是由于氧空位和间隙锌等本征点缺陷的存在而导致的。近年来，由于Al掺杂的ZnO薄膜(ZAO)具有与ITO薄膜相比拟的光电性能，即可见光区的高透射率和低电阻率，同时又因其价格较低以及在氢等离子体中的高稳定性等优点，已经成为替代昂贵的ITO薄膜的首选材料和当前透明导电薄膜领域的研究
掺Al并没有改变ZnO薄膜的晶体结构，而是取代了Zn的替位掺杂。ZAO薄膜具有c轴高度择优取向的六方纤锌矿结构，配位数为4。对ZAO薄膜的光电子能谱(XPS)分析表明，薄膜中Al以Al3+的形式存在，Zn以Zn2+，O以O2-的形式存在。俄歇能谱分析表明，薄膜中Zn与O的原子比在整个厚度中基本保持不变，其值大于1，说明薄膜内处于缺氧状态。在ZAO薄膜中Al3+对Zn2+的部分替换使ZAO薄膜的晶格常数c发生了变化，但薄膜仍然表现为c轴高度择优取向。
热点之一。
通过采用溶胶-凝胶方法在玻璃上制备ZAO薄膜，用SEM对薄膜进行表征得出不同铝掺杂浓度下薄膜的表面形态，用XRD表征生长的取向，研究了不同浓度和热度处理的条件对薄膜取向和结晶的影响，可以发现氧化锌压电薄膜的性能发生了影响：1%铝掺杂浓度条件下ZAO薄膜的结晶性与微观组织结构，其c轴择优取向性较好；在进行热处理100ºC并退ห้องสมุดไป่ตู้600ºC以上的条件下制备出的ZAO薄膜，其c轴取向都较优，单晶结晶较好，且光学透射性能较佳。

ZnO纳米材料及Al掺杂对其结构与性能的影响

独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。

学位论文作者签名；ｊ－桴，ｔ、签字日期：≯，３年石月７日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徽大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。

本人授权安徽大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。

（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：一．蔼葫、签字日期：公７乡年∥月了Ｅｔ学位论文作者毕业去向：工作单位：通讯地址：导师签名：纺织怍．签字日期：）ｏｆ多电话：邮编：年Ｇ只’．日第一章绪论第一章绪论１．１Ｚｎｏ的基本性质１．１．１ＺｎＯ晶体结构ＺｎＯ是一种ＩＩ．Ⅵ族化合物半导体，有如图１．１所示川的三种不同的晶体结构：（ａ）立方岩结构（Ｂ１）、（ｂ）闪锌矿结构（Ｂ３）、（ｃ）铅锌矿结构（Ｂ４）。

ＺｎＯ只有在相对较高的压力下才可能以ＮａＣＩ立方岩的晶体结构形式存在，而稳定的闪锌矿结构也只能在立方衬底上才能够得到。

相对于上面两种结构，ＺｎＯ的铅锌矿结构为热力学稳定相。

室温下，当压强达到９ＧＰａ左右时，纤锌矿结构的ＺｎＯ转变为四方岩盐矿结构，即ＮａＣＩ型晶体结构，体积相应缩小１７％。

这种高压相当外加压力消失时依然会保持在亚稳态，不会立即转变为六方铅锌矿结构。

ＺｎＯ的铅锌矿结构是具有锌（Ｚｎ）离子和氧（Ｏ）离子两套相互联系、相互交叉的格子组成的，具有六角点阵结构的特征。

锌离子以氧离子为中心呈四面体形状包围氧离子，反过来氧离子也同样以锌离子为中心，呈四面体形状包围锌离子［２１。

ZnO薄膜P型掺杂的研究现状

ZnO薄膜P型掺杂的研究现状【摘要】ZnO是一种宽禁带半导体材料（3.37eV），具有许多优异的光电特性。

但一般制备出的ZnO薄膜材料均呈N型导电，要实现ZnO在光电器件领域的广泛应用，必须获得性能良好p型ZnO。

然而，由于受主元素在ZnO中较低的固溶度、较深的受主能级、施主缺陷的自补偿等因素，很难制备出性能优异的p-ZnO。

本文对P型ZnO薄膜的研究现状做一简要综述。

【关键词】ZnO薄膜p型ZnO P型掺杂1 引言ZnO作为新型宽禁带半导体材料，具有较高的激子束缚能（60meV），在光电子学、微电子学以及微电子机械系统等高技术领域均有广阔的应用前景。

随着未来光电子器件向小型化、集成化、智能化的发展趋势，ZnO在太阳能电池、自旋器件、存储器件等领域都展现出巨大的应用潜能。

n型ZnO 薄膜的制备比较简单.通常掺杂Al、Ga、In等元素即可得到电学特征较理想的n型ZnO 薄膜，而P型ZnO薄膜的制备却相对困难，这主要是因为受主的固溶度较低，以及ZnO 薄膜中存在较强的自补偿作用等。

因此，既能克服自补偿效应又能有效的实施掺杂，是生长P型ZnO薄膜的关键。

本文综合国内外学者的研究现状，介绍了目前ZnO薄膜P型掺杂的最新研究进展。

2 P型ZnO薄膜的掺杂ZnO中Zn与O的比例并非l：l。

其晶格中存在着施主缺陷：间隙锌（Zni）与空位氧（vo）。

本征ZnO薄膜呈n型，而当掺入受主元素补偿施主缺陷就有可能实现其P型转变。

通常转变可由两种途径实现：①用IA族元素Li、Na、K替代Zn位；②用V A族元素N、P、As、Sb替代O位。

有效的P型掺杂必须满足：①较浅的受主能级；②较大的受主掺杂浓度。

这样才能对Zni和V o进行有效的补偿。

从受主离化能的角度考虑，IA族元素更适合ZnO薄膜的P型掺杂。

因为其易形成较浅的受主能级，但由于其离子半径较小，同时也易形成间隙离子，并且IA族元素的掺入会大大提高晶体Madelung能量，并在其附近引入空位氧（V o），因此，IA族元素不适合作为受主掺杂元素。

Al共掺杂对ZnO基透明导电薄膜光电性质和晶体结构的影响-论文

第35卷第4期2014年4月发光C H I N E S E J O U R N A L学报O F L U M I N E S C E N C EV oI．35N o．4A pr．，2014文章编号：1000-7032(2014)04-0393-06H／A I共掺杂对Z nO基透明导电薄膜光电性质和晶体结构的影响宋秋明H，吕明昌1一，谭兴1’2，张康1，杨春雷1中围科学院深圳先进技术研究院中国科学院香港中文大学深圳先进集成技术研究所光伏太阳能研究中心，广东深圳5180552中国科学技术大学纳米科学技术学院．江苏苏州215123)摘要：利用H在ZnO中作为浅施主杂质的特性，研究了H掺杂对Z nO：A1透明导电薄膜特性的影响。

通过降低ZnO：A1中A1的含量并同时引入H掺杂，解决了透明导电薄膜中高导电性与高透过率之间的矛盾。

H 的掺杂可以显著降低ZnO基透明导电薄膜的电阻率，这是由于H一方面作为施主可以提供电子从而提高了自由载流子浓度；另一方面与Z nO品界中的O一结合降低了晶界势垒，提高了载流子迁移率。

利用H掺杂，可以在A l掺杂量降低10倍的情况下，仍然能获得低电阻率(6．3X10’4n-em)的透明导电薄膜，同时其近红外波段(1200nm)透光率从64％提高到90％。

这种具有高导电性和高透光性的透明导电薄膜可以应用于各类薄膜太阳能电池中以提升器件效率。

关键词：H／A I共掺杂Z nO；自由载流子吸收；磁控溅射；薄膜太阳能电池中图分类号：0484．4文献标识码：A D O I：10．3788／f gxb20143504．0393I nf l uence of H／A!C o-dopi ng on E l et r i c al and O pt i cal Pr oper t i es andC r ys t al St r uct ur e of Z nO-ba s ed Tr a ns pa r e nt C onduc t i ng Fi l m sSO N G Q i u．m i n91+，LY U M i ng—chan91’2，T A N X i n91'2，Z H A N G K a n91，Y A N G C hun—l ei (1．Cent erf or Phot m Joha i cs and Sol a r En e r gy．C A S／C U H K S h enzhe n I n s ti t u t e of A dva nced I nt egr at i on Technology．Sher t dt en Ins t i t ut es of A dva nced T ec hnol ogy，C hi nese A c ade m y"of Sci enc es，Shenzhe n518055，C h i n a；2．N a no Sci ence and Tech nol og)’I ns t i t u t e，U ni v er s i t y r J厂Sci ence at td T ec hnol o gy of C hi na，S uzhO U215123，Chi na)}Cor r esp on di n g A ut h or．E—m ai l：qm．song@s l at．ac．cnA bs t r a ct：B y i ncor po r at i ng s ui t abl e a m ount of H dopant s a nd l ow e r i ng t he A1cont ent s，t h e confl i ct sbet w e en l ow r e si s t i vi t y a nd hi gh t r ans m i s s i on i n t r ans p ar ent conduct i ng f i l m s ha ve been s ucces s f ul l y sol ve d．T he r e duc ed r e si s t i vi t y of ZnO：A1f i l m s by hydr oge n dopi ng is at t r i but ed t o t he i ncr ease dc ar ri er dens i t y a nd c ar ri er m obi l i t y．H ydr oge n be ha ves a s a shal l o w donor i n Z nO a nd ca n pr ovi depl ent y of el e ct r ons．M ost i m por tant l y，i t ca n i ncreas e t he c ar ri er m obi l i t y eff ect i vel y by l ow er i ng t he pot ent i al barr i er bet w e en Z nO gr ai ns due t o t he pas s i v at i on of O—de f ect s ar ound gr ai n boundari es．T he c ar ri er m obi l i t y ca n al s o be i ncr ease d due t o t he l e s s i m pur i t y s cat t er i ng i nduc ed by t he l ow er i ng of A1dopant s i n Z nO f i l m s．W i t h hydr oge n dopi ng，l ow r es is t i vi t y(6．3X10“Q c m)Z nO：A1 s am pl es w i t h onl y1／10of A1cont ent s c om par ed t o convent i onal A ZOf i l m s can be got．T he opt i cal t r ans m i t t ance i n nea r i nf r ar ed r egi on(1200nm)i ncreases f r om64％t o90％by com par i ng sa m pl es w i t hou t a nd w i t h H-dopi ng is s how n．T hi s ki nd of hi gh conduct i vi t y a nd hi gh t r ans m i t t ance Z nO t hi nf i l m w i l l be excel l entt r ans p ar ent conduct i ng oxi de ca ndi dat e for var i oust yp es of t hi n-fi l m s ol ar ce l l st o i m pr ove t he eff i ci ency of t he de vi c e．K ey w or ds：H／A I C O dope d ZnO；f ree car r i er s abs or pi on；m aguet r on sput t er i ng；t hi n f i l m sol ar cel l s收稿E l期：2013．12-03：修订日期：2014．01．06基金项目：国家自然科学基金(51002178)；深圳市科技创新委项目(ZY C201105180487A)资助发光学报第35卷1引言Z nO是一种宽禁带n型半导体材料．其禁带宽度约为3．3eV，因此在可见光范围内具有很高的光学透过率(>85％)。

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掺杂对ZnO薄膜结构的影响
[摘要] 本文在分析目前zno薄膜掺杂研究的基础上,概括了掺杂离子半径对zno薄膜结晶及晶格常数等的影响,指出: 掺入的金属离子半径小于锌原子半径时，掺入的金属离子可替代格点上的锌原子，也可能成为填隙原子，掺杂量小时，替代原子多而填隙原子少；掺杂量大时，填隙原子会增加，而对zno薄膜的晶格常数产生较大的影响。

[关键词] 掺杂 zno 薄膜结构
zno为ⅱ－ⅵ族宽禁带、直接带隙、化合物半导体，为六角形纤锌矿结构（沿c轴方向平移5c/8），晶格常数a=0.325nm，c=0.521nm，带隙eg=3.37ev，激子束缚能较高，为60mev，因此室温下不易被热激发。

zno是一种理想的短波长发光器件材料，在光电子、高温大功率器件、高频微波器件以及信息技术领域等方面有着广阔的应用前景。

本文研究掺杂对zno薄膜的结构的影响。

1.co掺杂对zno薄膜结构的影响
杨景景等[1]使用了pva这种可溶性高分子聚合物，以溶胶-凝胶法（sol-gel）制备co2+离子掺杂的zno薄膜。

图1为样品的xrd 图谱，可以看出，掺杂的co2+没有改变zno的六角纤锌矿结构，并且样品具有（002）方向的择优取向。

同时随着掺杂量的增加，样品的衍射峰强度逐渐降低。

利用布拉格公式和谢乐公式对样品的微结构数据进行计算：
（1）式中d为晶粒尺寸，为x射线源波长0.154056nm，b为半高全宽，θ为衍射角；（2）式中d为晶面间距；（3）式中的d为晶面间距，h，k，l为密勒指数，a与c是晶格常数；样品微结构计算数据如表1所示。

图1 不同掺杂含量zn1-xcoxo样品的xrd图谱
由表1的数据可知，随着掺杂含量的增加晶格常数a与c同时变小。

2.钒含量对zno薄膜结构的影响
阮宜斌等[2]采用双靶直流反应磁控共溅射法在玻璃衬底上制备了具有c轴择优取向生长的v掺杂zno薄膜。

掺钒zno薄膜分别标记为a、b和c，具体沉积条件如表2所示。

由scherrer公式计算出未掺杂zno及掺杂样品a、b和c的平均晶粒尺寸分别为24.45、23.32、26.59和20.77nm。

利用xrd分析软件powerx，可得到它们的晶面间距分别为0.26286、0.26316、0.26331和0.26376nm，均大于标准zno粉末的晶面间距
（0.26035nm）。

4个样品的晶格失配分别为0.96%、1.08%、1.04%和1.31%，其中未掺杂zno的晶格失配最小，随钒含量增加样品a、
b、和c的晶格失配依次增大。

3.al2o3的掺杂量对zno薄膜的结构的影响
余俊等的研究[3]表明铝的掺杂并没有破坏zno晶体结构，而是a1取代了晶体结构中zn，同时使衍射峰的位置向低角度方向移动。

4. 结论
上述文献的实验中所掺入的金属离子半径基本小于锌原子半径，各种掺杂基本上都不会破坏zno薄膜的结构，适量的掺杂可以提高薄膜的结晶性能，但过度掺杂就会破坏薄膜的结晶性能。

当掺杂离子半径小于zn2+半径时，将会引起薄膜点阵结构体积缩小，[002]晶面间距减小，衍射角向高值方向移动；当掺杂离子半径大于zn2+半径时，将会引起薄膜点阵结构体积膨胀，[002]晶面间距增大，衍射角向低值方向移动。

一般来说，掺入的金属离子半径小于锌原子半径时，掺入的金属离子可替代格点上的锌原子，也可能成为填隙原子，掺杂量小时，替代原子多而填隙原子少；掺杂量大时，填隙原子会增加，而对zno薄膜的晶格常数产生较大的影响。

参考文献：
[1]杨景景，方庆清，王保明，王翠平，周军，李雁，刘艳美，吕庆荣．co掺杂对zno薄膜结构和性能的影响[j]．物理学报，2007，56（2）：1117-1118.
[2]阮宜斌，孟立建，梁二军．v含量对zno薄膜结构及光学特性的影响[j]．无机化学学报，2006，12（22）；2248-2250.
[3]余俊，赵青南，赵修建.al2o3掺量及氧气分压对直流磁控溅射法制备铝掺杂氧化锌薄膜性能的影响[j]硅酸盐学报，2004，32（10）：1241-1245.。