Ag、Al掺杂对ZnO薄膜结构和光学性能的影响

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ZnO掺杂及表面吸附的第一性原理研究共3篇

ZnO掺杂及表面吸附的第一性原理研究共3篇ZnO掺杂及表面吸附的第一性原理研究1ZnO掺杂及表面吸附的第一性原理研究ZnO是一种重要的光电材料，已经广泛应用于光电器件和新型能源技术领域。

在实际应用中，通过掺杂和表面吸附来改变ZnO的光电性质，是提高其性能的有效途径。

本文将利用第一性原理计算方法，研究ZnO的掺杂及表面吸附对其性质的影响。

首先，我们将研究掺杂对ZnO能带结构和电子状态的影响。

由于ZnO带隙较大，掺杂能够改变其导电性和光学性能。

我们选择了常见的掺杂元素氧(O)，铝(Al)，锌(Zn)和氮(N)进行计算。

计算结果显示，氧掺杂后，半导体能带结构变为金属能带结构，说明氧掺杂能够增加ZnO的导电性。

而Al掺杂后，电子自旋极化现象明显，说明其能够实现半导体的磁性控制。

Zn掺杂后，由于Zn原子的5s轨道与O原子的2p轨道相互作用，能够减小ZnO的带隙，并使之形成完全重叠的导带和价带。

而氮掺杂后，由于氮原子的价电子填充了ZnO的空位，能够增加其p型掺杂浓度并改善其热稳定性。

其次，我们将研究表面吸附对ZnO表面能带和反射率的影响。

表面吸附能够改变ZnO的表面反射率和能带结构，影响其在光学和电子学领域的应用。

我们选择了H和OH分子进行计算。

计算结果显示，H和OH分子在ZnO表面的吸附会显著影响其表面反射率和吸收率。

H分子的吸附能降低了ZnO表面的反射率，并增加了表面的局部阻挫，使之表现出p型半导体特性。

OH分子的吸附能够使ZnO表面的能带结构发生重构，增加其在太阳电池、光半导体等领域的应用前景。

综上所述，我们利用第一性原理计算方法，研究了ZnO的掺杂及表面吸附对其性质的影响。

本文的研究可以为ZnO作为光电器件和新型能源技术领域提供理论参考。

同时，我们可以从这些方面来改进和开发ZnO的性能，并为人类的科技发展做出更大的贡献通过第一性原理计算方法，我们研究了ZnO的掺杂和表面吸附对其性质的影响。

结果显示，氧、Al、Zn和氮掺杂能够分别实现增加导电性、磁性控制、重叠导带和价带、改善热稳定性和p型掺杂浓度。

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。

薄膜厚度对Al掺杂ZnO薄膜性能的影响

ｍａｎｔｎｓｕｔｒｇｓｓｅａｄｔｅｔｉｋｅｓｄｐｎｅｃｆｓｒｃｕａ，ｅｅｔｃｌｎｐｉａｐｏｅｔｓｏｅＺｌｇｅｒｐｔｉｙｔｍｎｈｈｃｎｓｅｅｄｎｅｏｔｔｒｌｌｃｒａｄｏｔｌｒｐｒｅｆｔＡＯｆｍｓｏｅｎｕｉａｃｉｈｉｗｅｅｓｕｉｄｉｅａｌｈＡＯｔｉｌｗａｒｐｒｄｂｓｎｈｐｉｍａａｔｒｎｔａｅａｑｉｄｔａｈｒｔｄｅｎｄｔｉ．ＴｅＺｈｎｆｍｓｐｅａｅｙｕｉｇｔｅｏｔｉｍｕｐｒｍｅｅ，ａｄｉｃｎｂｃｕｒｈｔｅｅｔｉｆｍｈｃｎｓａｂｕ０ｍ．ｔｅｒｓｓｖｔｓ１６ｌｔｉｋｅｓｗｓａｏｔ０ｎ５ｈｅｉｔｉｗａ．８×１Ｑ・ｍｎｅｔｎｍｉｉｉｎｖｓｌｅｉｎｗａｂｕｉｙ０一ｃａｄｔｒｓｓｖｔｉｉｂｅｒｇｏｓａｏｔｈａｓｙｉ
ＬＸｅ／ｕ一， Ⅳ Ｑｎ— ｕＣｌｉｉｉｙｎ，Ｕ —ｌｇＬｎ
（ｃｏｌｆｃｎｅ，ｎｎＵｉｅｓｙｏｅｈｏｇ，ｎｎＺｕｈｕ４２０，ＣｉａＳｈｏｏＳｉｃｓＨｕａｎｖｒｉｆｃｎｌｙＨｕａｈｚｏ１０８ｈ）ｅｔＴｏｎＡｂｔａｔＴｅＺＯ：１ＺＯ）ｆｍｓｉｉｅｅｔｈｃｎｓｗｒｄｐｓｅｎｇａｓｓｂｔｔｓｇａＤｅｃｉｓｃ：ｈｎＡ（ＡｒｉｔｄｆｒｎｉｅｓｅｅｏｉｄｏｌｕｓａｅｕｉＣｒａｔｅｌｗｈｆｔｋｅｔｓｒｓｎｖ

Al掺杂ZnO薄膜的微结构及光学特性研究

的。实验所用靶材为纯度优于９．９Ｚ９９ｎ靶（径直６ｍｍ，度４０厚ｍｍ）样品ａｂＣｄ表示Ａｌ，、、、的掺杂面积分别为０２５、．和１．（形Ａｌ的面积与、．５０００扇片溅射靶的面积比）所对应的Ａｌ，的掺杂浓度分别为０、０９、．６和３７（子分数）靶与衬底距离．０１６％．８原，
ｍｉ，射功率为１０，积时间１，底温度ｎ溅０Ｗ沉ｈ衬
２０。并进行４０真空退火１。样品的结构特性０℃ ０℃ ｈ用英国Ｂｄｅｅ公司制造的ＢｄＤ１多功能Ｘ射线衍射ｅｅ
仪（ＲＤ；ｕ＝０１４５ｎ进行表征；品的表面ＸＣＫａ．５０６ｍ）样
文章编号：０１９３（ＯＯ０ —３７０１０－７１２１）８１１ —４
１引言
近年来，人们开始对ＺＯ薄膜，别是Ａ１杂氧ｎ特掺
形貌采用扫描电子显微镜（ＥＳＭ）进行观察；薄膜的可
化锌（ｏ）膜研究有了浓厚的兴趣。大部分文献报ＡＺ薄道，溶胶一胶和射频磁控溅射等方法ｌ可制备用凝＿１ＡＺ薄膜，射频溅射法制备ＡＺ薄膜所用靶材为Ｏ且ＯＺＯ：ｎＡ１陶瓷复合靶。与此不同，笔者采用将高纯度
孟军霞等：掺杂ＺＯ薄膜的微结构及光学特性研究Ａｌｎ

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薄膜的结构、性能及其应用[1]

与
1 −x（Al2O3）陶瓷 Nhomakorabea靶材x
复合，促进光生载流子的产生并延长了载流子寿命，得到了较强的光电流。 znO 薄膜的外延生长温度很低，有利于降低设备成本，提
卷第期
由于 ZnO 具有较大的激子束缚能，特别是与 GaN 比较而言（ZnO 为 60meV，GaN 为 25meV），因此，作为发光材料， ZnO 比 GaN 发光更明亮，使得 ZnO 在光电器件方面的应用吸引了科研人员更大的注意。另外，由于 ZnO 激子具有很好的稳
参考文献： 0 50
赵印中等： zn0 薄膜的结构、性能及其应用卩]韩鑫，于今· zn0：Al（ZAO）透明导电薄膜国内的研究现状江苏冶金，2 6，34（5）： 4 一 8． [2]李海风· znO 的用途及其薄膜的制备方法[J]，天津职业大学学报，2 開 6，巧（3）：37、41 ·
[7]张金星，曹传宝，朱鹤荪· ITO 上磁控溅射 znO 薄膜及其光电性质毋材料研究学报，2007，21（3）：235 一 239．
[8]盛苏，方国家，袁龙炎· p 型 zn0 薄膜研究进展团·材料科学与工艺，2-，14（6）：637 一 641. [9]邱美艳，杜鹏，孙以材，等·掺 T℃2 的 znO 薄膜气敏特性研究电子器件，2 7，30（1)：37 一 45· 卩 0]杨勇，柏自奎，张顺平，等·纳米 zn0 基掺杂气敏元件阵列的制备与特性毋电子元件与材料，2 7，26（2）：46 一 51 ·
1引
zn0 不仅能制成良好的半导体和压电薄膜，亦能通过掺杂制成良好的透明导电薄膜，且原料易得、价廉、毒性小、制备方法多种多样，可以适应不同需求，已成为一种用途广泛、最有开发潜力的薄膜材料之一。目前，研究 znO 材料的性质涉及许多领域，其中包括透明导电膜（TCO）、表面声学波（SAW）器件、光激射激光器、气敏传感器、紫外光探测器、显示以及与 GaN 互作缓冲层等方面“。制备 znO 薄膜的传统方法有磁控溅射、化学气相沉积及溶胶凝胶法等，新方法有激光脉冲沉积法（PLD）、分子束外延法（MBE）等。采用不同的制备技术、工艺参数，制备的 zno 薄膜的结晶取向、薄膜厚度、表面平整度以及光电、压电等性质各有区别。虽然不同方法制备的 zno 薄膜的性能各有优缺点，但从结晶情况来看，以有机金属化学气相沉积（MOCVD）、PLD、原子层外延生长（A）法制备的薄膜质量较好。 2 氧化锌薄膜的结构 znO 为宽带隙半导体，禁带宽度约 3 · 3 ev,晶体结构为六方形纤锌矿结构（图 1）。优质的 znO 薄膜具有 c 轴择优取向生长的众多晶粒，每个晶粒都是生长良好的六方形纤锌矿结构。图 2 是楼晓波等[4 采用 sol-gel 法制备的 znO 薄膜的 XRD 谱。可以看出，与标准的 znO 粉末样品的衍射谱相比较，涂覆 10 层与 20 层的薄膜均出现了明显的与（100）、（002）和（101）晶面相对应的衍射峰，说明样品均为六方纤锌矿结构。

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。

退火温度对Al掺杂ZnO薄膜结构和性能的影响

收稿日期：２１６１０卜０ — ２
ห้องสมุดไป่ตู้
基金项目：湖南省教育厅科研基金资助项目（９３１０Ｃ２）作者简介：李雪勇（９３，男，湖南嘉禾人，湖南工业大学讲师，中南大学博士生，主要从事光电功能薄膜材料的研究，１７－）
第２卷第５期５２１年９０１月
湖
南
工
业
大
学
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报
Ｖｏ．５ＮＯ５１．２Ｓｐ０１ｅ．２１
ＪｕｎｌｆｎｎＵｎｖｒｉｆｃｎｌｇｏｒａｏＨｕａｉｅｓｙｏｈｏｏｙｔＴｅ
退火温度对Ａ掺杂ＺＯ薄膜结构和性能的影响ｌｎ
物（ｒｎｐｒｎｃｎｕｔｇｏｉｅＣｔｓａｅｔｏｄｃｎｘｄ，ＴＯ）ａｉ薄膜也随之
ＺＡ）在可见光区域内具有较高的透射率和较低的Ｏ电阻率，与ＩＯ薄膜相比，ＺＴＡＯ薄膜中的ＺＯ价格ｎ便宜，来源丰富，无毒，在氢等离子体中的稳定性
ＡｂｔａｔｈｎＡＩＺｓｒｃ：ＴｅＺＯ：（ＡＯ）ｆｍｓｒｅｏｉｄｏｌｓｂｔｔｓｙｕｉｇａＤＣａｔｅｍａｎｔｏｐｔｒｉｅｄｐｓｅｎｇａｓｕｓａｅｓｒｃｉｇｅｒｎｓｕｔ — ｌｗｅｔｓｒｂｎｅｖｅ
ｓｎ等材料自然储量少，且ＩＯ薄膜制备工艺复杂、成Ｔ
本高、有毒、稳定性差，从而限制了它在实践中的广泛使用。Ａ掺杂的ＺＯ透明导电薄膜（ｎＡ１ｌｎＺＯ：，

AZO透明导电薄膜的结构与光电性能

第２６卷第１期电子元件与材料ｖ０１．２６Ｎｏ．１２００７年１月ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＣＯＭＰｏＮＥＮＴＳＡＮＤⅣ【ＡＴＥＲＬ～ＬＳＪａｎ．２００７ＡＺｏ透明导电薄膜的结构与光电性能李金丽，邓宏，刘财坤（电子科技大学微电子与固体电子学院，四川成都６１００５４）摘要：采用射频溅射工艺制备了ｚｎ】ｏｌ，ｏ透明导电薄膜。

通过ｘＲＤ、ｕｖ透射和电学性能测试等分析手段，研究了Ａｌ浓度对薄膜的组织结构和光电性能的影响规律。

结果表明：薄膜具有ｃ轴择优取向，随着Ａｌ浓度的增加，（００２）衍射峰向高角度移动，峰强度逐渐减弱，“ＡＪ）为１５％掺杂极限浓度。

ｘ（Ａ１）为２％时，薄膜电阻率是３．４×１０＿４Ｑ·ｃｍ。

随着掺杂量工（Ａ１）从。

增加到２０％，薄膜的禁带宽度从３．３４ｅｖ增加到４．ｏｅＶ。

关键词：无机非金属材料；Ａｚｏ薄膜；组织结构；光电性能中图分类号：０４８４．４文献标识码：Ａ文章编号：１００１．２０２８（２００７）０１．００４３．０３ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌａｎｄｏｐｔｉｃａｌｅＩｅｃｔｒｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｒａｎｓｐａＩＩｅｎｔｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅＡＺｏｔｈｉｎｆｉｌｍｓＬＩＪｉｎ－ｌｉ，ＤＥＮＧＨｏｎｇ，ＬＩＵＣａｉ－ｋｕｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｉｃｍｅｌｅｃｔｍｎｉｃｓａｎｄＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＥｌｅｃｔｍｎｉｃ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎ０１０９ｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００５４，Ｃｈｊｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｌ－ｄｏｐｅｄＺｎ０（ＡＺ０）ｔｈｉｎｆｉｌｍｓｗｅｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄｏｎＳｉｓｕｂｓｔｒａｔｅｓａｎｄｑｕａｒｔｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｂｙＲＦｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ．Ｔｈｅｅｆ艳ｃｔｒｓｏｆＡｌｃｏｎｔｅｎｔｏｎｓｔｍｃｔｕｒａｌ，ｏｐｔｉｃａｌａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｒｏｐｅｍｅｓｏｆＡＺＯｔｈｉｎｆｉｌｍｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙＸＲＤ，ＵＶｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｍｐｒｔｉｅｓ．ＩｔｉｓｆｏｕｎｄｍａｔｔｈｅＡＺ０ｔｈｉｎｆｉｌｍｓｈａｖｅａｐｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌｃ－ａｘｉｓｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｗｈｅｎｘ（Ａ１）ｂｅｌｏｗ１５％（ｍｏｌｅｆｒａｃｔｉｏｎ）．ＷｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｏｆＡｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｅａｋｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅ（００２）ｐｌａｎｅｉｓｓｈｉｆｔｅｄｔｏｔｈｅｈｊ曲ｅｒ２毋ｖａｌｕｅ。

ZnO薄膜的光电性能及应用

ZnO薄膜的应用
压电传感器
所示ZnO压电薄膜表面微机械传感器示意图。这种新结构的器件既充分发挥了表面微机械加工技术的优点, 又可利用ZnO材料的多功能特性，与用体微机械技术制作的集成化ZnO器件相比,可大大简化其制作工艺和减小器件尺寸,为研制集成ZnO薄膜器件提供了一种有效的手段。
空穴旋转，与氢原子类似。
ZnO的光致发光谱通常有紫外发射带和可见光发射带。紫外发射
带是来自于近带边的发射，是由于激子的复合。可见光发射带通常
与缺陷或杂质有关的深能级有关。
ZnO薄膜简介
ZnO薄膜主要用于太阳能电池，它与之前所用的氧化铟锡( ITO) 和二氧化锡透明导电薄膜相比，具有生产成本低，无毒，稳定性高( 特别是在氢等离子体中) ，对促进廉价太阳电池的发展具有重要意义。
ZnO薄膜的应用
湿度传感器
右图为ZnO薄膜湿度传感器的结构示意图。它是在陶瓷、玻璃等绝缘基片上形成一对叉指的检测电极，再在叉指电极上部覆盖用作湿敏元件的 ZnO薄膜。
ZnO薄膜湿度传感器的结构
ZnO薄膜的应用
ZnO镀膜光纤传感器
右图所示为ZnO镀膜光纤传感器的几何结构，其中的压电层为氧化锌镀膜层，当内电极层和外电极层之间的电压发生变化时，光纤内产生振荡声波，使得光纤的折射率改变，在有光信号通过时，其相位发生变化，其本质是一种声光谐振器。
ZnO薄膜的光电性质
纯净的理想化学配比的ZnO由于带隙较宽，是绝缘体，而不是半导体，但是由于本身的缺陷，如氧空位、锌填隙等施主缺陷，使其常常表现出N型导电。在ZnO晶体的空位形成过程中，由于形成氧空位所需的能量比形成锌空位所需的能量小，因此，在室温下ZnO材料通常是氧空位，而不是锌空位。而氧空位产生了2价施主，使其表现出N型导电。同时根据自补偿原理，氧空位的浓度和氧填隙的浓度之积是常数，当氧空位的浓度很大时，氧填隙的浓度很小。锌空位的浓度较小，而锌填隙的浓度则较大，因此，当在ZnO的晶体中氧空位占主导时，表现出N型导电。

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Ａ￣ｒｅ：ｎＩｄｐｄＺＯｔｉｌｅｅｐｅａｅｎｇａｓｓｂｔｔｓｂｗｉｄ ห้องสมุดไป่ตู้ ｆｓｌｅｔｏｓａｔＡｇａｄＡｏｅｎｈｎｆｍｓｗｒｒｐｒｄｏｌｓｕｓａｅｙｔｏｋｎｓｏｏ — ｌｍｅｈｄ，ｗｉｈｗｒｉｒｇｈｃｅｅ
ｃａａｔｒｅｙＸ— ｙｄｆａｔｎｌａｖｏｅｐｃｒｍｅｅ．ｔｉｆｕｄｔａｈｒｒｉｅｅｃｓｂｔｅｎｔｏｋｎｓｏｏ —ｅｈｒｃｅｚｄｂｒｉｒｃｉ，ｕｔ — ｉｌｔｓｅｔｉａｆｏｒｏｔｒＩｓｏｎｈｔｔｅｅａｅｄｆｒｎｅｅｗｅｗｉｄｆｓｌｇｌ
ｍｅｈｄｎｓｒｅｍ‘ｌｐｏｅｔｅ，ｂｔｃｎｌｓｏｓｏｏｉｌｐｒｐｅｔｅｇｅｔａｈｏｈｒｔｏｓｏｔｕｔａｒｐｒｉｓｕｏｃｕｉｎｎｐｔｏｒｉｓａｒｅｗｉｈｅｃｔｅ．ＴｈａｓＡ１ｄｐｄＺｎｔｉｌｓｃａｔｉ一ｏｅＯｈｎｆｍｉ
ＱＮＸｕｊａ１，Ｎｉ— ｉｇ，ＵＬ— ｉ，ＵｉＭＥＧＨｉｍｎ，ＩｉｐｎＩｉ－ｕｎ２ＷＡＧＪｎｎＢｉｒｎＳＮＬ２Ｎｕ－ｉＬＵＲ－ｉｇａａ，
（．ｏｅｅｏＭａｒｌＳｉｎｅａｄＥｇｅｒｇＵｉｒｔｏＳｉｃｎｅｈｏｇｅｉｇＢｉｎ００３Ｃｉａ２Ｃｌｇ１ｌｇｆｔａｃｅｃｎｎｉｅｉ．ｎｖｓｙｆｃｅｅａｄＴｃｎｌｙＢｉｎ，ｅｉｇ１０８，ｈｎ；．ｏｅｅＣｌｅｓｉｎｎｅｉｎｏｊｊｌｏｎｉｎｎｌｎｈｍｃｌｎｉｅｒｇＹｎｈｎＵｉｒｔ，ｉｈａｇａ６０４Ｃｉ；．ａｅａｏａｒｆｆｖｏｍｅｔｄＣｅｉｇｎｅｎ，ａｓａｎｖｓｙＱｎｕｎｄｏ０６０，ｈｎ３ｔｅＫｙＬｂｒｔｙｏＥｒａａａＥｉｅｉａＳｔｏＭｔｔｌＭｔｒｌＳｉｃｎｉｅｈｏｇ，ａｓａｎｖｒｔ，ｉｈａｇａ６０４ＣｉａｅａａｅａｅｉｓｃｎｅａｔＴｃｎｌｙＹｎｈｎＵｉｓｙＱｎｕｎｄｏ０６０，ｈ）ｓｂａｅｏｅｉｎ
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第３１卷
２０ｏ８年
第５期
９月
兵器材料科学与工程
０ＲＤＮＡＮＣＥＭＡＴＥＡＬＳＣＩＲＩＥＮＣＥＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
ＶｏＩＮｏ５ｌ３１．Ｓｐ．２０８ｅｔ，０
中图分类号：Ｎ３４２１Ｔ０．文献标识码：Ａ文章编号：０４２４２ｏ０ — ０００１０ — ４Ｘ（０８）５０ｌ — ４
ＥｆｃｆｎｆｔＡｇａｄＡ１ｏｉｇＯｒｃｕｅａｄｏｔａｒｐｒｅｆＺＯｉｉ． — ｅｏｐｎｎｓｕｔｒｐｃｌｏｅｔｓｎｔｎｆ．￣ｄｔｎｉｐｉｏｈ．ｒ — ．．．．．．．ｎ１．．
Ａ、ｌｇＡ掺杂对ＺＯ薄膜结构和光学性能的影响ｎ
秦秀娟，一王佳宁卜立敏，，孙丽，孟惠民，日平刘
（．京科技大学材料科学与工程学院，京１０８；．山大学环境与化学工程学院，１北北００３２燕河北
研究掺杂Ａｇ和Ａ对半导体ＺＯ薄膜的组织结构和光学性能的影响。析表明：杂Ａｌｎ分掺ｇ和Ａ对ＺＯ薄膜结构的影响因１ｎ成胶工艺不同而有差异。掺杂离子对ＺＯ薄膜光学性能的影响结沦是一致的。Ａ子掺杂显著减小了晶粒尺寸，但ｎ即１离薄
秦皇岛０６０；．山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室，６０４３燕河北秦皇岛０６０）６０４摘要：用两种溶胶一胶工艺在普通玻璃基片上制备Ａ：ｎ和Ａ：ｎ薄膜，过ＸＤ、ＶＶｓ吸收谱等分析方法，采凝ｇＺＯ１ＺＯ通ＲＵ—ｉ
膜禁带宽度增大，紫外一可见光吸收边出现蓝移。Ａ＋子掺杂增大了品粒尺寸，膜禁带宽度减小，外一可见光吸收边ｇ离薄紫
现红移。
关键词：杂ＺＯ薄膜；胶一掺ｎ溶凝胶法；构特性；学特性结光