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本文使用Zn金属靶材,运用磁控溅射方法沉积了ZnO或Zn薄膜,然后在H2S或硫蒸气中硫化制备了ZnS薄膜。鉴于国内外关于硫化法制备ZnS薄膜的研究很不系统以及硫化机理的解释不完善,利用XRD、SEM、EDX、透过光谱、AES等分析手段,对ZnS薄膜的结构特性及其硫化特点进行了系统的研究。
溅射的ZnO薄膜在空气中退火后,于H2S气氛中进行了硫化。研究了ZnO薄膜在不同温度和不同时间下硫化后的结构、组成和光学性质的变化以及ZnO→ZnS的硫化转变机理。此外,还将空气、N2、O2和真空下退火的ZnO薄膜在H2S中进行了硫化研究。讨论了退火条件对硫化后薄膜性质的影响,解释了在O2和真空中退火的ZnO薄膜未完全硫化的原因。
不同参数下沉积的ZnO薄膜直接在H2S中进行了硫化,研究了工作气压、Ar/O2流量比和沉积时间等参数对ZnS薄膜性质的影响,解释了透过光谱中吸收边宽化的原因,比较了退火和未退火的ZnO薄膜硫化后的特性。
将ZnO薄膜分别在H2S和硫蒸气中进行硫化,研究了硫化气氛对ZnS薄膜性质和ZnO→ZnS转变过程的影响,解释了硫化气氛所引起的ZnS晶粒大小、完全硫化的时间及吸收边的差异,还讨论了ZnO薄膜在不同气压硫蒸气中的硫化。
RF溅射的ZnO和Zn薄膜在硫蒸气中进行了硫化,比较了RF溅射的和DC溅射的ZnO薄膜在硫蒸气中硫化的特点,分别对RF溅射的ZnO和Zn薄膜的ZnO→ZnS和Zn→ZnS硫化机理进行了解释。