论文部分内容阅读
氧化镍(Nickel oxide,简称NiO)是禁带宽度在3.0-4.0eV之间的P型氧化物材料,在室温下,通常是分子量为74.70的绿色粉末状,具有氯化钠立方晶体结构且有很好的化学稳定性、较好的光学、电学和磁学特性。与氧化锌(Zinc oxide,简称ZnO)材料相比,尽管NiO的禁带宽度相比较更大些,但是仍不能满足应用于光探测器、电致变色器件及太阳能电池等领域的要求。由于NiO材料的结构和光电特性对于NiO基器件的性能将产生重要影响因而本文选题有重要的研究意义。本文综述了NiO的主要性质及其应用,并且比较了多种NiO薄膜制备方法的差异。在此基础选用了操作简单且成本较低的溶胶-凝胶旋涂法,以乙酸镍为前驱体液分别在玻璃衬底和ITO衬底上制备了NiO薄膜,研究了工艺条件(溶胶浓度、旋涂次数及衬底)对NiO薄膜性能的影响;在优化工艺参数的基础下,以乙酸镍和乙酸镁为前驱体液在玻璃衬底上制备了Mg掺杂NiO薄膜。采用了X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外可见分光光度计等测试手段对所制备样品的结晶质量、表面形貌及光透过率等进行了研究分析。实验结果表明:在玻璃衬底上,溶胶浓度为0.3mol/l及旋涂次数为3次下所制备的NiO薄膜沿Ni O(200)衍射峰择优生长,表面较为光滑平整,光透过性能较佳且光学带隙值为3.95eV,而在ITO衬底上所制备的薄膜质量相对较差;改变Mg2+掺杂浓度可以改善薄膜的结晶质量和使薄膜表面变得致密光滑且颗粒大小变得均匀,其光透过率高达85%及光学带隙值随着掺杂浓度的增加也随之变大。