采用溶胶—凝胶法在石英玻璃衬底上制备了Fe掺杂的ZnO薄膜,研究了不同的Fe掺杂浓度对ZnO薄膜的微结构与光学性质的影响.利用X射线衍射分析了薄膜样品的晶向和晶相,利用原子力显微镜观测了薄膜样品的表面形貌,利用双光束紫外—可见分光光度计分析了ZnO薄膜样品的光学性质.实验结果表明:所有ZnO薄膜样品都是六角纤锌矿结构,ZnO晶粒沿C轴择优生长.质量分数为1% Fe掺入之后,ZnO薄膜的C轴择优取向进一步增强,薄膜的晶化质量也得到进一步提高.当Fe的掺杂浓度高于1%时,ZnO薄膜(002)衍射峰的强度又降低了,这可能是由于Fe^x+(x=2或3)和Zn^2+具有不同的离子半径,大量的Fe^x+进入晶格取代Zn^2+导致晶格严重畸变,从而影响了ZnO晶粒的正常生长.所制备的ZnO薄膜在可见光区都具有高的透射率,由吸收边估算出来的ZnO薄膜的光学带隙表明:随着Fe的掺杂浓度的提高,光学带隙逐渐展宽.

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作者

徐林华;李相银;袁俊

期刊

郑州大学学报(工学版)

年份