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电化学沉积法制备ZnS光学薄膜研究
摘要：
电化学沉积法是一种简单、经济、环保的制备光学薄膜的方法。本文以ZnS为研究对象，采用电化学沉积法在ITO玻璃基板上制备ZnS光学薄膜。通过控制沉积时间、电解液成分、电势等参数，研究对ZnS薄膜的影响，最终得到了厚度均匀、致密、透明的ZnS光学薄膜。通过对沉积过程进行分析，可以看出沉积过程是一个电解液中离子的扩散与反应过程，掌握好操作条件和参数能够获得高质量的光学薄膜。
关键词：电化学沉积法；ZnS；光学薄膜
Abstract:
Electrochemicaldepositionisasimple,economicalandenvironmentallyfriendlymethodforpreparingopticalfilms.Inthispaper,ZnSwasusedastheresearchobject,andZnSopticalfilmwaspreparedonITOglasssubstratebyelectrochemicaldepositionmethod.Bycontrollingthedepositiontime,electrolytecomposition,andpotentialparameters,theinfluenceontheZnSfilmwasstudied,andfinally,auniform,denseandtransparentZnSopticalfilmwasobtained.Throughtheanalysisofthedepositionprocess,itcanbeseenthatthedepositionprocessisadiffusionandreactionprocessofionsintheelectrolyte.Masteringtheoperatingconditionsandparameterscanobtainhigh-qualityopticalfilms.
Keywords:electrochemicaldeposition;ZnS;opticalfilm
引言：
ZnS是一种重要的半导体材料，因其具有高透射和导电性能而广泛应用于光学玻璃、太阳能电池、LED等领域。目前制备ZnS薄膜的方法有多种，如物理蒸发法、热化学气相沉积法等，但这些方法制备过程中需要高温或者高真空条件，制备成本大。相比较而言，电化学沉积法具有简单、经济、环保等优点，因此被广泛应用于光学薄膜的制备。
本文以电化学沉积法为研究对象，采用ZnSO4和SC(NH2)2为电解液，在ITO玻璃上制备了不同条件下的ZnS光学薄膜。通过对沉积过程进行分析，总结出了影响ZnS光学薄膜质量的主要因素。最终得到了厚度均匀、致密、透明的ZnS光学薄膜。
实验：
实验条件：
电解液：0.2mol/LZnSO4和0.02mol/LSC(NH2)2混合溶液。
基板：清洗干净的ITO玻璃片。
电位：-0.9V-0.9V。
实验过程：
1.先将基板用去离子水洗涤干净，放到电化学池中；
2.准备好电解液ZnSO4和SC(NH2)2混合溶液；
3.调整电化学池中电位为-0.9V；
4.将电化学池加热至60℃，并保持恒温状态；
5.将电解液注入电化学池中，开始沉积；
6.根据需要的厚度和沉积速度，调整电位和沉积时间；
7.沉积结束后，用去离子水和乙醇洗涤干净，干燥即可。
实验结果：
通过实验，得到了不同条件下的ZnS光学薄膜，并对其进行了表征。通过SEM和EDS的观察和分析，得到了ZnS薄膜的表面形貌和纯度信息。通过UV-Vis分光光度计测量了吸收光谱和透射光谱，得到了ZnS薄膜的光学性质。通过XRD对ZnS薄膜进行了物相分析，并得到了其晶体结构信息。
结论：
通过本实验，掌握了电化学沉积法制备ZnS光学薄膜的方法，并通过对不同条件下ZnS薄膜的实验制备和表征，研究了沉积过程中影响薄膜质量的主要因素。可以看出，沉积时间、电解液成分、电位等因素对ZnS薄膜的质量均有影响。合理控制电解液成分和电位，能够得到质量较好的ZnS光学薄膜。
参考文献：
1.Lee,S.H.,Abbasi,A.,&Kim,H.K.(2018).MicrostructureandopticalpropertiesofZnSthinfilmspreparedbymagnetronsputteringforwhiteLEDapplications.JournalofMaterialsScience,53(5),3751-3759.
2.Deng,Y.,Chen,H.,&Ye,Y.(2020).FacilesynthesisofultrathinZnSshellonBismuth@CadmiumSelenideQuantu