低温蒸发氧化法优化ZnO薄膜性能：结构与透过率研究

蒸发氧化法制备高透过率ZnO薄膜是一种新颖的半导体材料制备技术，由李雪、程轶等人在大连理工大学物理与光电工程学院和集成光电子国家重点实验室进行研究。该研究主要关注如何通过热蒸发法在普通玻璃基板上沉积锌层，然后利用低温氧化过程制备出高质量的ZnO薄膜，并对比分析了分步氧化与直接氧化两种不同氧化方法对ZnO薄膜性能的影响。 ZnO薄膜作为一种重要的宽禁带半导体，由于其六角晶系纤锌矿结构及良好的电学性能，被广泛应用于蓝光和近紫外光电子设备中。然而，现有的制备方法如溅射、真空反应蒸发、化学气相沉积等虽然具有潜力，但往往工艺复杂，生长温度较高，这限制了ZnO薄膜在实际器件中的应用。为此，研究人员选择了蒸发低温氧化技术，这是一种成本较低、操作简便的方法，旨在寻求更适用于器件制备的途径。 实验中，使用纯度高达99.999%的锌源，通过DM-300镀膜机在切割成1.5cm x 1.5cm大小的玻璃基板上沉积Zn层。在沉积前，基板经过甲苯、丙酮、乙醇和去离子水的超声清洗，以确保清洁无杂质。接着，通过控制不同的氧化条件，比如分步氧化和直接氧化，对形成的ZnO薄膜进行细致的研究。 通过X射线衍射（XRD）技术，研究人员得以深入分析不同氧化处理对ZnO薄膜晶体结构的影响，从而了解薄膜的结晶度和均匀性。同时，透射光谱也被用来评估薄膜的光学特性，如可见光透过率，这是衡量薄膜透明性和性能的关键指标。实验结果显示，采用分步氧化法制备的ZnO薄膜在可见光透过率上表现优异，最高可达90%以上，显示出其在实际应用中的优越性能。 这项研究不仅改进了ZnO薄膜的制备工艺，降低了成本，还优化了薄膜的质量，为实现ZnO在各种器件中的广泛应用提供了新的可能。未来的研究可能进一步探索优化氧化条件，以提高薄膜的性能和降低成本，推动ZnO薄膜技术的发展。