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退火处理对三角形振动能量收集器用ZnO薄膜微结构及压电性能的影响
摘要： 本文报道了一种以氧化锌（ZnO）薄膜为压电层的三角形压电振动能量收集器（TS-PVEH）。首先研究了磁控溅射法沉积的ZnO薄膜经后退火处理后，退火温度对其微观结构和压电性能的影响。结果表明，150°C的最优后退火温度最有利于提升ZnO薄膜的压电特性。研究制备并优化了四种不同结构参数的TS-PVEH原型样机。仿真与实验结果表明：三角形结构的高度和宽度对TS-PVEH的振动模态及输出性能具有显著影响。优化结果显示第三种原型样机具有最佳输出性能——当振动加速度为5m/s2、频率为56Hz时，其开路电压达290mV，短路电流为1.25μA；在0.1MΩ负载下更获得0.035μW/cm2的最高负载功率密度。
关键词： 三角形衬底，氧化锌薄膜，结构优化，退火后温度，振动能量收集器
更新于2025-09-23 15:23:52
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提拉速度对溶胶-凝胶浸渍法制备ZnO薄膜性能的影响
摘要： 氧化锌（ZnO）薄膜因其优异的化学、电学和光学性能，在光电器件领域具有广泛应用前景。本文采用溶胶-凝胶浸渍法在玻璃基片上制备了具有良好c轴择优取向和高透光率的ZnO薄膜。通过XRD、SEM和紫外-可见分光光度计研究了提拉速度对薄膜晶体生长过程、晶向取向、结晶度及光学性能的影响。结果表明：所制备薄膜由具有c轴择优取向的六方纤锌矿结构晶体组成，在600-800nm可见-近红外波段透光率超过80%。ZnO薄膜具有尖锐狭窄的衍射峰，表明材料具有高结晶度。随着提拉速度增加，ZnO薄膜晶粒尺寸和各衍射峰强度逐渐增大，生长过程由层状结构向岛状结构转变。在可见光波段，薄膜透光率随提拉速度增加而降低。
关键词： 提拉速度，氧化锌薄膜，C轴择优取向，溶胶-凝胶技术
更新于2025-09-23 15:23:52
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制备具有超亲水表面的ZnO-碳量子点复合薄膜
摘要： 采用超声雾化蒸汽沉积(UMVD)法制备了碳量子点(CQDs)-ZnO复合薄膜。系统研究了不同CQDs浓度(C)、基底温度(Ts)、喷嘴-基底距离及退火工艺对薄膜结构的影响，并详细探讨了这些参数对薄膜光学性能、形貌特征、表面特性及润湿性的作用机制。研究发现：当基底温度较低且喷嘴距离较短时，CQDs在沉积过程中扩散至薄膜内部，经退火后蒸发导致薄膜形貌和光学透过率发生显著变化；而高基底温度与长喷嘴距离条件下，雾滴中的大部分CQDs在沉积阶段即已蒸发，因此退火后薄膜透过率和形貌无明显改变。值得注意的是，当C=5体积%、Ts=470°C、d=9cm时制备的薄膜经退火后呈现超亲水特性（接触角仅3°），这种超亲水型CQDs-ZnO薄膜在需要高润湿性的众多应用领域具有重要价值。
关键词： 雾化气相沉积、超亲水性、氧化锌薄膜、碳量子点
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于射频磁控溅射法制备的ZnO薄膜紫外光谱范围LED结构
摘要： 报道了不同缺陷对n-ZnO/p-GaN结构光致发光和电致发光光谱（发射强度和波长）影响的数据。
关键词： 氧化锌薄膜、光致发光、射频磁控溅射、紫外光谱范围、电致发光
更新于2025-09-23 15:21:01
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退火气氛对ZnO薄膜微观结构和光学性能的影响
摘要： 本工作采用射频磁控溅射法在导电硅片上沉积ZnO薄膜。将制备的薄膜分别在N2、O2及CO+N2气氛中800°C退火1小时，系统研究了薄膜的微观结构与电学性能。XRD分析表明ZnO薄膜具有六方纤锌矿结构并高度沿(002)晶向择优取向。退火后ZnO薄膜表面粗糙度降低，表明薄膜质量更优。通过室温光致发光谱研究了薄膜的带隙及本征缺陷，详细分析了不同退火条件下薄膜的缺陷特征并探讨了可能的缺陷发光机制。我们认为CO+N2退火气氛是获得具有优异晶体质量和良好发光性能ZnO薄膜的最适宜退火条件。
关键词： 光学性能，氧化锌薄膜，退火气氛
更新于2025-09-23 15:21:01
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不同退火环境下ZnO薄膜的光致发光、结构及元素特性的详细研究
摘要： 氧化锌（ZnO）因其固有的宽禁带和高电子迁移率，在光电子学领域得到了广泛应用。ZnO的性能对其沉积方法和条件非常敏感。我们报道了退火环境（即氩气、氮气、氧气或真空）对射频溅射制备的ZnO薄膜光学、结构和元素特性的影响。本研究通过低温（18 K）光致发光测量，对退火环境对施主束缚激子峰、激子-激子散射和电子-激子散射的影响进行了全面研究，这些影响尚未被充分理解。我们报道了在氧气环境中退火时，施主束缚激子峰占主导地位，其半高宽值最低（约4.48 nm）。退火环境强烈影响薄膜的元素特性，我们报道了在氧气环境中退火时氧空位减少。本研究表明，异位退火环境对ZnO薄膜激子发射的影响，从而为增强薄膜的光学和元素特性提供了一种方法。
关键词： 氧化锌薄膜、射频溅射、X射线光电子能谱、快速热处理、光致发光
更新于2025-09-23 15:19:57
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在ZnO晶体基质中进行单掺杂、共掺杂和三掺杂Fe元素
摘要： 通过系统性的X射线光电子能谱（XPS）和电子顺磁共振（EPR）测试，结合X射线衍射（XRD）与扫描电子显微镜（SEM）的结构形貌分析，研究了Fe元素在ZnO基质中的掺杂行为——包括单掺杂、Mg共掺杂以及Mg与Cu三元共掺杂体系。同时考察了硝酸盐与氯酸盐不同掺杂溶液的影响。XRD结果表明：随着Fe掺杂浓度增加，薄膜结晶质量逐渐劣化；而Mg共掺杂与Mg+Cu三元共掺杂分别使主导晶面取向从(002)转变为(101)和(100)。单Fe掺杂ZnO薄膜呈现最平整均匀的表面，而共掺杂与三元掺杂薄膜则表现出具有三维形貌的过度生长表面结构。XPS分析揭示了Fe在ZnO晶格中的化学环境，证实其以Fe3?价态存在。观测到g值约2.0和4.3的两个特征信号，分别对应氧空位捕获电子和孤立Fe3?。随着Fe掺杂浓度升高，g～2.0信号强度显著增强，而g～4.3信号强度缓慢增加。研究还探讨了EPR信号在强度、线宽及g因子方面的温度依赖性。
关键词： 电子顺磁共振（EPR）、氧化锌薄膜、铁掺杂、X射线光电子能谱（XPS）
更新于2025-09-23 02:45:53
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ZnO:Eu3?薄膜的脉冲激光沉积：电子束辐照下发光与表面态的研究
摘要： 采用脉冲激光沉积法在氧气工作气氛中成功制备出高度c轴取向的掺铕三价离子氧化锌（ZnO:Eu3+）薄膜。研究团队对该样品的结构、形貌、化学成分及发光特性进行了系统表征，并探讨了电子束辐照对其表面状态、化学性质及发光性能的影响。X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）分析证实Eu3+离子已成功掺入ZnO基质。XPS测量显示薄膜表面存在微量二价铕（Eu2+），而体相主要呈现三价铕（Eu3+）氧化态。XPS深度剖析表明薄膜整体富氧。当采用氦镉激光器在325 nm波长激发时，薄膜同时呈现ZnO的激子发射、缺陷发射以及叠加在缺陷发射上的Eu3+离子4f-4f特征发射；而在464 nm波长激发或电子束辐照时仅检测到Eu3+离子的4f-4f特征发射。O 1s峰的高分辨XPS谱证实电子束辐照过程中产生了新缺陷。总体而言，ZnO:Eu3+薄膜在光电器件红光光源应用方面展现出良好潜力。
关键词： 降解、脉冲激光沉积、氧化锌薄膜、铕离子、阴极发光、红光发射、电子束辐照
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过反应等离子体沉积法制备的用于硅异质结太阳能电池的创新型宽光谱MGZO透明导电薄膜
摘要： 本研究通过反应等离子体沉积（RPD）技术结合软薄膜生长工艺，开发出宽光谱镁镓共掺杂氧化锌（MGZO）透明导电薄膜。在无需任何刻意基底加热处理的情况下，12分钟内即可制备出功函数约4.36 eV的MGZO薄膜。厚度为480纳米的MGZO薄膜在紫外-可见-近红外波段（波长约400-1200纳米）展现出约9.9×10?? Ω·cm的低电阻率和约82.6%的高透光率。XRD谱图显示随着薄膜厚度增加，MGZO薄膜呈现(103)晶向择优生长?；?80纳米厚MGZO前电极的硅异质结（SHJ）太阳能电池研制成功，截面SEM图像证实MGZO薄膜具有优异连续性，且c-Si金字塔结构顶部与底部均无裂纹与针孔。通过引入超薄SnOx缓冲层优化p-a-Si:H/TCO界面，进一步提升了电池效率。同时制备出双面MGZO薄膜的硅异质结太阳能电池，转换效率达19.02%。这些实验结果表明，低成本RPD法制备的MGZO透明导电氧化物材料可作为传统SHJ太阳能电池及其他光电器件中常用In?O?基材料的商业适用替代品。
关键词： 镁和镓共掺杂，太阳能电池，硅异质结（SHJ），氧化锌薄膜，透明导电氧化物（TCO），反应等离子体沉积（RPD）
更新于2025-09-19 17:13:59
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脉冲激光沉积法制备的氧化锌薄膜的非线性光学特性
摘要： 本工作展示了采用脉冲激光沉积（PLD）法在室温（RT）条件下于载玻片玻璃衬底上制备的氧化锌（ZnO）薄膜的非线性光学特性。PLD系统由真空腔室（配备涡轮分子泵及前级旋转泵）、旋转式样品与衬底夹持器、光学厚度测量系统、红外温度测量系统及纳秒激光系统组成。沉积前将真空腔室抽至约10^-8 mbar，沉积过程在约1.3×10^-1 mbar的氧气背景气压下进行。通过原子力显微镜（AFM）获得的薄膜形貌特性显示其具有均匀平滑的膜层结构。采用X射线衍射（XRD）法分析薄膜结晶性，结果表明主要为具有(002)晶向择优取向的多晶ZnO结构，但部分薄膜含有(101)晶向的Zn相。通过反射率测量结合拟合软件推导薄膜厚度，并采用轮廓仪与AFM测量进行交叉验证，所得薄膜厚度范围为10-220 nm。线性光学特性通过紫外-可见光谱仪测得。此外，我们还通过z扫描法测定了这些ZnO薄膜的非线性光学特性。
关键词： Z扫描系统，氧化锌薄膜，非线性光学特性，脉冲激光沉积
更新于2025-09-12 10:27:22