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Co、Cr及Sc掺杂ZnO压敏薄膜的制备及其性能研究

1.89万字 41页 原创作品，独家提交，已通过查重系统

摘 要
ZnO是Ⅱ-Ⅵ族宽禁带半导体材料，是一种新型功能材料。它具有低介电常数、宽带隙、高化学稳定性及优异的光电、压电特性，在光电导、光波导、压电、激光器、发光二极管、气敏传感器、薄膜晶体管、透明导电薄膜等方面有广阔的应用前景。
本文采用溶胶-凝胶法在硅片上制备ZnO压敏薄膜。所研究的薄膜包括元素掺杂ZnO和Sc掺杂ZnO压敏薄膜。应用X 射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜和压敏电阻直流参数仪等测试手段研究了退火温度、元素掺杂以及掺杂浓度对薄膜显微结构和电性能的影响。
采用溶胶-凝胶法在硅片上制备ZnO压敏薄膜，结果发现退火温度对薄膜的显微结构以及电性能有很大的影响，实验表明ZnO最佳退火温度为750℃。采用溶胶-凝胶法制备Co、Cr掺杂ZnO压敏薄膜，薄膜生长致密均匀、表面平整、Cr2O3具有使晶粒生长受到抑制的作用。Cr掺杂ZnO以及Co、Cr复合掺杂ZnO压敏薄膜非线性系数有了很大的提高，Co、Cr复合掺杂ZnO压敏薄膜非线性系数最大。最后采用溶胶-凝胶法制备Sc掺杂ZnO压敏薄膜。随着Sc浓度的增高，非线性系数先增高后降低，在Sc浓度为0.3mol%时达到最高。

关键词：ZnO压敏薄膜；溶胶-凝胶法；显微结构；电性能