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ZnO作为一种新型多功能半导体材料,近年来受到多学科领域科研工作者的亲睐,并且在各个应用领域的研究有愈演愈烈的趋势.对其制备方法和性能的研究有利于其更好地应用于平板显示、光电器件、光催化器件和传感器中.本文主要采用磁控溅射和水热法相结合的两步法来实现五价元素(氮、磷)对ZnO薄膜的掺杂,并对不同条件下制备的样品进行了表面形貌、晶体结构和光学表征,并对影响其表面结构和光学性质的因素进行了深入研究.得到的主要研究结果如下:(1)利用直流磁控溅射技术制备的ZnO薄膜均具有<002>择优取向.随着磁控溅射时间的延长,ZnO在<002>方向上的择优生长先增强后减弱.30分钟时<002>方向上的择优取向最强.薄膜样品在可见光区的平均透射率优于80%,随着溅射时间的延长薄膜样品的透射区域逐渐变窄,并且在溅射时间为30分钟时,平均透射率达到最小值.(2)在30分钟溅射<002>择优取向良好的ZnO薄膜样品上,利用水热法进行氮元素掺杂,水热掺杂破坏了薄膜表面原本的均匀性和致密性,使得表面颗粒大小不均且有孔洞产生.氮离子掺入到ZnO晶格中使得ZnO(002)衍射峰发生了明显的偏移.而且掺杂浓度的提高会逐渐降低<002>择优取向的生长,水热反应时间的延长,起初降低了<002>择优取向但之后该方向的生长又重新增强.(3)水热反应中存在氮掺杂和刻蚀两个过程,其中起初占主导的氮掺杂过程是不利于<002>择优取向生长而之后占主导的刻蚀反应正好相反.(4)氮掺杂系列中,随着掺杂浓度的提高,ZnO:N薄膜的吸收带边和禁带隙自由激子发光中心均先红移再蓝移,说明水热反应起初在薄膜中引入了较多的缺陷,而后又导致了自由载流子浓度的增加.在488nm附近逐渐出现了氮替代氧引起的蓝绿光发射波包.(5)在溅射15分钟的<002>择优取向的ZnO薄膜样品上,利用水热法同时进行ZnO的生长和磷元素的掺杂.水热反应过程中磷酸二氢铵浓度和反应时间对薄膜表面形貌有很大影响.(6)随磷酸二氢铵浓度和反应时间各自的增加ZnO<002>择优取向生长逐渐减弱,在高掺杂情况下,<002>择优取向生长很难观测到.并且随着上述两量的增加,在393nn附近出现的不对称发光峰的峰位发生了偏移,在550nm附近出现了明显的可见光发射包.随着磷酸二氢铵浓度的不断提高,薄膜样品的透射和吸收带边均呈现出明显蓝移且在磷酸二氢铵浓度达到0.005M之后不再随其偏移.要得到良好的ZnO:P薄膜,最佳磷酸二氢铵浓度为0.002M,最佳反应时间为18小时.