【摘 要】
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氧化锌（ZnO）是一种新型的Ⅱ-Ⅵ族直接宽禁带（3.3eV）的半导体压电材料,由于其优良的物理性能,在压电转换、太阳能电池、气敏传感器、紫外探测器、光电显示以及集成电子器件等领域
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氧化锌（ZnO）是一种新型的Ⅱ-Ⅵ族直接宽禁带（3.3eV）的半导体压电材料,由于其优良的物理性能,在压电转换、太阳能电池、气敏传感器、紫外探测器、光电显示以及集成电子器件等领域有着潜在的开发进展。本论文是关于用于压电传感器的ZnO薄膜的制各及掺杂改善薄膜性能的研究。 本论文采用溶胶-凝胶法（Sol-gel）以Pt/Ti/SiO2/Si为衬底制备了未掺杂和掺杂Li+、Mn2+的ZnO压电薄膜,掺杂源分别为LiCl,Li2CO3和Mn（CH3COO）2。用X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、光电子能谱（XPS）和电流—电压（I-V）测试方法对生长的薄膜进行了表征。分析结果表明,对未掺杂的ZnO薄膜,前烘温度和退火温度对薄膜的c轴取向都有一定的影响,退火温度的影响更为显著。掺杂Li+和Mn2+后,ZnO薄膜的电阻率均得到了显著的提高。掺Li2CO3使ZnO薄膜形成c轴择优取向的退火温度从未掺杂和掺LiCl时的600℃降到550℃。混合掺杂ZnO薄膜在550℃和600℃退火时都可以形成良好的c择优取向,化学计量比接近1,并且电阻率都有很大提高。掺Mn2+的ZnO薄膜形成强c择优取向的退火温度范围展宽。 本论文通过对未掺杂、ZnO∶Li以及ZnO∶Mn薄膜的分析研究,深入地探讨了工艺条件、Li+和Mn2+掺杂浓度及退火温度等对ZnO薄膜的c轴取向、表面形貌、化学计量比和电学特性的影响,获得的掺Li和Mn的ZnO薄膜的性能参数基本能满足作为压电薄膜应用的要求。对掺杂改善ZnO压电薄膜特性的原因进行了理论分析。
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