Juza和Hahn于1940年首次合成Zn₃N₂材料,并确定Zn₃N₂为黑色,具有反氧化钪（Sc₂O₃）结构,一种CaF₂的派生结构。在这种结构中N原子占据Ca原子的位置,而Zn原子占据3/4 F原子的位置。此后的50余年对Zn₃N₂材料的研究一直处于停顿状态。Kuriyama等人1993年制备出多晶Zn₃N₂薄膜,该薄膜具有与氧化锌相近的光学带隙（3.2eV）。Partin等人1997年报道了氮化锌的结构。Futsuhara等人于1998年研究了Zn₃N₂薄膜的结构、电学和光学性质。该薄膜具有较小的光学带隙（1.23eV）。同年,Futsuhara等人还制备出Zn_xO_yN_z薄膜。随着N元素的增加,该膜的光学带隙从3.26eV减小到2.30eV。 最近,浙江大学王超等将Zn₃N₂薄膜氧化处理,在退火温度为350～500℃时得到p型ZnO:N膜,但是当退火温度超过550℃时得到n型ZnO膜。东北师范大学Wang等用Zn₃N₂薄膜直接热氧化得到p型ZnO:N膜,并首次制备出Zn₃N₂/n-Si异质结结构,测量到了p-n结的整流特性。 综上所述,目前对Zn₃N₂材料的认识还很少,连Zn₃N₂材料的光学带隙仍争论不休,至今尚无定论。因此,Zn₃N₂材料的许多性质有待研究和揭示。 本文中,首次用纯锌粉末与高纯氨气在高温下直接反应制备氮化锌粉末,较系统地研究了氮化锌粉末的最佳制备条件、结构、成分、表面形貌和微结构。首次用计算机模拟了氮化锌的晶体结构。首次研究了氮化锌粉末在空气、氮气和去离子水中的热稳定性。首次以氮化锌粉末压制的圆盘为靶材,高纯氮气为反应气体,用磁控溅射法在硅和石英衬底上制备出高质量的氮化锌薄膜,研究了不同制备条件下氮化锌薄膜的结构性质和光学性质。 XRD谱表明高质量氮化锌粉末的最佳制备条件是:NH₃气流量为500ml/min、氮化温度为600℃和氮化时间为120min。在该条件下制备的氮化锌粉末是体心立方,具有沿a方向滑移a/2距离的Ia（?）空间群结构,其晶格常数a为0.9769nm。温度低于500℃时不发生氮化反应,低于550℃时氮化不完全,高于650℃时Zn₃N₂粉末部分转化为ZnO粉末,高于750℃时Zn₃N₂粉末完全转