溅射功率对氧化锌薄膜微结构及光学性能的影响
2020-11-27
湖南工业大学学报 2020年6期
(湖南工业大学 理学院,湖南 株洲 412007)
0 引言
已有研究表明,过多的紫外线辐射对人类健康不利,对家具、图书、文物等的收藏有较大影响[1-4]。近年来,紫外屏蔽材料的研究非常活跃,目前紫外屏蔽的手段大致分为两类:一类是反射;另一类是吸收。很多学者对其进行了大量研究,并得到了许多能吸收和反射紫外线的材料,比如TiO2、CeO2、ZnO、纳米Al2O3、纳米FeO 等[5-12]。相对其他材料而言,ZnO在自然界中的储量丰富,价格低廉,无毒无害,激子束缚能高达60 meV,具有很好的化学和热稳定性能,室温下禁带宽约为3.37 eV[13-15],ZnO薄膜沉积温度低,在紫外光区具有很高的吸收率,在可见光区有较高的透过率,是理想的紫外屏蔽材料,发展潜力巨大。
目前,制备ZnO 薄膜常用的方法主要有溶胶-凝胶法、喷涂热解法、脉冲激光沉积法、分子束外延法、化学气相沉积法、磁控溅射法等[13-25],其中磁控溅射法制备薄膜具有膜厚均匀可控、薄膜质量好、光电性能佳的特点,且制备工艺简单,可以实现大面积生产,因而被广泛采用。氧化锌薄膜的结晶质量和光电性能与溅射工艺参数,如功率、温度、气压、氧氩比等的设置紧密相关,溅射温度、气压、氧氩比等参数对薄膜光电性能的影响已经得到了学者们的广泛研究[16-25]。本文采用射频磁控溅射法,在石英衬底上沉积ZnO 薄膜,在其他工艺条件不变的情况下,探究溅射功率对薄膜微结构及光学性能的影响。
1 实验
1.1 实验仪器与材料
高真空多靶磁控溅射镀膜机,JCP-350M2 型,北京泰科诺科技有限公司;……
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