厚度、退火温度和摩尔浓度对SILAR法制备ZnO薄膜结构及光学性能的影响机制研究

本文系统研究了连续离子层吸附反应法（SILAR）制备氧化锌（ZnO）薄膜过程中，循环次数（25-40次）、退火温度（200-350°C）和 precursor 摩尔浓度（0.05-0.15 M）三大参数对薄膜性能的影响。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和紫外-可见光谱（UV-Vis）等表征手段，证实提高参数可显著改善薄膜结晶度（002晶面择优取向）、表面形貌（花状结构）及光学性能（带隙从3.65 eV降至2.83 eV），为光电器件应用提供了重要参数优化依据。

　　

材料

本研究采用连续离子层吸附反应法（SILAR）制备ZnO薄膜，重点考察三个关键参数的影响。实验前对玻璃基底进行严格清洗：依次在超声浴中使用1/5稀释H₂SO₄处理1.5分钟、乙醇处理2.5分钟、去离子水（DI）处理3.5分钟。

厚度依赖性ZnO薄膜采用200 mL 0.1 M ZnCl₂（纯度99%）溶液制备...

图2展示了厚度依赖性ZnO薄膜的XRD图谱。采用布拉格-布伦塔诺配置，2θ扫描范围10-90°，分辨率0.01°。所有衍射峰与JCPDS标准卡片（No.36-1451）完美匹配，在2θ角度31.78°、33.9°、36.8°等处出现特征峰，对应六方纤锌矿结构（002）晶面择优取向。随着厚度增加，（002）峰强度显著增强，表明结晶度改善...

<4. 结论>

通过SILAR法在玻璃基底上成功制备ZnO薄膜。系统研究了厚度（25-40循环次数）、退火温度（200-350°C）和摩尔浓度（0.05-0.15 M）的影响。XRD证实所有薄膜均呈现多晶六方纤锌矿结构，且结晶度随参数提高而增强。SEM显示表面均匀覆盖花状形貌，EDAX表明Zn/O比随参数增加而升高。UV-Vis测试显示光学带隙从3.65 eV降至2.83 eV，这与结晶度提升和缺陷密度降低直接相关。研究发现前驱体摩尔浓度对薄膜质量的改善效果最为显著...

（注：翻译严格保留专业术语如SILAR、XRD等英文缩写，使用_{/^{规范标注化学式，并采用生动表述如"花状形貌"等形象化描述）}}