论文总字数：13425字

摘 要

近年来，由于手机等数码行业的飞速发展，材料性能的好坏越来越显得十分重要，所以对材料的研究成为了科研领域的重点课题，半导体材作为代表性的最新一代半导体材料，更是研究的重点。本课题利用热喷雾分解法分别在玻璃基体以及聚酰亚胺（PI）基体上制备氧化锌薄膜。采用XRD以及红外光谱、紫外可见光透射光谱和光学显微镜分别研究了材料的晶型结构、吸收光谱、材料的透过率以及表面形貌。研究结果表明：

（一）紫外光并不能透过氧化锌薄膜，但可见光能够透过氧化锌薄膜，并且其透过率与本身波长成正比；同时，可见光的透过率还与制备薄膜时的加热温度成正比。

（二）在相同基体上膜的氧化锌成膜的整体性与设定加热温度有关，在一定范围内，膜的整体性与温度成正比；在不同基体其他条件相同的前提下，氧化锌成膜的整体性与基体材料有关，基体材料表面的平整性影响着膜的整体性。

关键词：氧化锌薄膜 晶型 光透过率 整体性

Abstract

In recent years, due to the rapid development of mobile phones and other digital industries, the performance of materials is increasingly important is very important, so the research of materials has become a key issue in the field of scientific research, semiconductor materials as the representative of the latest generation of semiconductor materials, The focus of the study. In this paper, zinc oxide thin films were prepared on glass substrates and polyimide (PI) substrates by thermal spray decomposition. The crystal structure, absorption spectrum, material transmittance and surface morphology of the materials were studied by XRD and IR, UV-Vis and optical microscopy respectively. Research indicates:

(A) UV light can not pass through the zinc oxide film, but visible light can pass through the zinc oxide film, and its transmittance is proportional to its own wavelength; at the same time, the visible light transmittance is also proportional to the heating temperature when preparing the film.

(2) The integrity of the zinc oxide film formed on the same substrate is related to the set heating temperature. In a certain range, the integrity of the film is proportional to the temperature. Under the same conditions of other substrates, The integrity of the membrane is related to the matrix material, and the flatness of the surface of the matrix material affects the integrity of the film.

Key words: zinc oxide thin film crystal light transmittance integrity

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 热分解法及氧化锌成膜机理 1

1.3 氧化锌薄膜结构及基本性质 1

1.3.1 氧化锌的晶体结构 1

1.3.2 氧化锌的能带结构 2

1.3.3 氧化锌的基本性质 2

1.4 氧化锌的研究进展及应用 3

1.4.1 氧化锌的研究进展历程 3

1.4.2 在太阳能电池上的发展方向 3

1.4.3 压电方向的应用 3

1.4.4 压敏方向的应用 4

1.4.5 气敏方向的应用 4

1.4.6 光电器件方向的应用 4

1.5 本课题研究的背景、内容及意义 4

1.5.1 研究背景及实际意义 4

1.5.2 本课题内容 5

第2章 实验设备及样品制备 6

2.1 实验原料及所需设备 6

2.1.1 实验原料 6

2.1.2 实验仪器设备 6

2.2 样品制备所需工作 7

2.2.1 所需溶液配比 7

2.2.2 所需基底制备 7

2.3 制备样品 7

2.3.1 对于样品划分的考虑 7

2.3.2 超声热喷雾法制备 8

2.4 表征方法 10

2.4.1 X射线衍射（XRD） 10

2.4.2 红外光谱 10

2.4.3 紫外吸收光谱仪 11

2.4.4 正置式金相显微镜 12

第3章 样品表征结果与分析 14

3.1 XRD测量分析 14

3.2 相同基体不同温度下的红外光谱吸收 17

3.3 紫外吸收光谱分析 20

3.4 玻璃基体不同温度下光学表面成像 21

3.5 不同基体相同温度下的红外光谱吸收 22

3.6 不同基体相同温度下膜的光学成像 24

第4章 结论与展望 26

4.1 本课题所得到的结论 26

4.2 缺陷与展望 26

参考文献 28

致谢 30

绪论

引言

半导体材料的最显著的特征是是它可以在常温控制下保持其导电性处于导体和绝缘体之间的材料，它被广泛应用于微波器件、光电子器件等领域之中。时至今日，最新一代的半导体材料以GaN，SiC，金刚石和氧化锌薄膜为代表材料。这种半导体材料的优点十分显著，有热导率高、介电常数小等，这些都能极大的扩大材料的用途和提升自身性能，因此研究半导体材料成为了现代科技发展的核心课题与任务之一。尤其是对氧化锌薄膜的研究，具有极其重要的探究意义。

热分解法及氧化锌成膜机理

目前制备ZnO薄膜的方法有很多种，主要有分子束外沿、磁控溅射、化学气相沉积法、真空蒸发、溶胶-凝胶法、超声喷雾热分解法等。本次课题实验中所用为超声喷雾热分解法，其流程是将所需配置的溶液进行雾化，再喷洒进入高温区，在高温作用下使溶质在衬底形成薄膜。制备氧化锌薄膜时，一般采用的原料是Zn（CH3COO）₂，因为Zn（CH₃COO）₂能够溶解在有机溶液当中，采用热分解法将醋酸锌溶液雾化。再将其引入反应腔，通过加热过程，溶剂蒸发、分解Zn（CH3COO）₂，直至最后留得氧化锌。在热喷雾法操作流程简单，对设备精度的要求较低，是一种经济高效的薄膜生长法，能在工业中投入生产。

氧化锌薄膜结构及基本性质

氧化锌的晶体结构

ZnO晶体如图共有三种结构：

请支付后下载全文，论文总字数：13425字