旋涂水溶液前驱体制备氧化锌薄膜及其性质

通过旋涂法,采用zn(oac)2·2h2o和聚环氧乙烷(peo)的水溶液为前驱体在不同的热处理温度下制备了zno薄膜.peo的加入增加了溶液的成膜性,其较低的热分解温度有利于制得纯净的zno薄膜.文中考察了在不同热处理温度下制备的zno薄膜的形貌、结晶性、带隙(eg)以及电导性.原子力显微镜(afm)测试表明在热处理温度为400、450和500℃制备的zno薄膜的粗糙度均方根值分别为3.3、2.7和3.6nm.采用透射电子显微镜(tem)测试发现zno薄膜中含有大量纳晶粒子.通过测试zno薄膜的uv-vis吸收光谱,根据薄膜位于373nm处的吸收带边计算得到zno的带隙为3.3ev.通过对薄膜的电流-电压(i-v)曲线的测试计算得到在热处理温度为400、450和500℃制备的zno薄膜的电阻率分别为3.3×109、2.7×109和6.6×109ω·cm.450℃时制备的zno薄膜的电阻率最小,主要是由于较高的热处理温度有利于提高薄膜的纯度、密度和吸附氧.而纯度较高、密度较大的薄膜电阻率比较小;吸附氧含量增加,晶界势垒增大,电阻率增大.因此在纯度和吸附氧的双重作用下450℃时制备的zno薄膜的电阻率最小,而500℃时制备的zno薄膜的电阻率最大.