杨昌虎,袁剑辉

长沙理工大学物理与电子科学学院， 湖南 长沙 410114

引 言

ZnO是一种宽禁带半导体， 在室温下的禁带宽度(带隙)为3.37 eV[1]。 ZnO薄膜具有很高的导电性和化学稳定性， 而且在可见光范围内透过率非常高[2]， 使得ZnO薄膜已经成为制备各种光电子器件的优良材料， 具有极大的开发和实际应用价值[3]。 未掺杂ZnO薄膜由于其载流子浓度较低， 电阻率较高， 在实际应用中存在很大的局限性， 可以通过各种掺杂来改善其性能， 掺杂后的ZnO薄膜在光、 电、 磁等方面均表现出新的特性[4-5]。 虽说ZnO薄膜的掺杂是其研究的核心， 但对未掺杂ZnO薄膜的研究有助于更深入的掌握掺杂对其改性的机理。 然而相对于掺杂ZnO薄膜研究的热度而言， 对未掺杂ZnO薄膜特性的研究目前还非常缺乏， 尤其是薄膜厚度对其光谱性能影响的研究， 更是缺乏系统性[6-7]。 鉴于薄膜厚度是实际应用中必须要考量的物理参数之一， 系统研究厚度的变化对未掺杂ZnO薄膜光谱性能的影响就显得十分必要。

考虑到研究的重点和方便制膜， 采用溶胶-凝胶法在石英玻璃衬底上制备了不同厚度的ZnO薄膜。 虽然只给出了10层、 15层、 20层三个样品的实验数据， 但是每个薄膜样品的层数相差比较大， 应足以反映出薄膜厚度的变化对ZnO薄膜光谱性能的影响规律， 为精练起见， 仅选取了3组数据。 通过对其X射线衍射光谱(XRD谱)、 拉曼光谱、 紫外可见光透射光谱的分析， 系统研究了厚度改变化对未掺杂ZnO薄膜光谱性能的影响。

1 实验部分

1.1 制备方法

实验前驱体采用二水合醋酸锌， 溶剂和稳定剂分别采用乙二醇甲醚和二乙醇胺， 锌离子的浓度取0.5 mol·L-1。……