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电化学共沉积ZnSe薄膜材料及抑氢机理研究

张成光

  ZnSe是重要的、优良的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,它具有直接跃迁型能带结构,禁带为2.7eV,宽的透光范围(0.5~22μm),较高的发光效率,低的吸收系数等优点,是一种制备可见光发射器件的优选材料,应用于蓝绿发光半导体二极管,光致发光和电致发光仪器,激光和薄膜太阳能电池等,所以,ZnSe薄膜一直是研究的热点。首先,根据电化学原理,从理论上阐述了两种或两种以上元素电化学共沉积的原理,并对ZnSe薄膜成分与电化学共沉积参数(PH值、离子的浓度比、电流密度、络合剂、温度、时间)的依赖关系进行了理论分析。然后,设计电化学共沉积实验方案以及电化学共沉积装置,以不锈钢作为阳极材料、铜作为阴极衬底材料,在硫酸锌和亚硒酸钠电解液溶液中进行ZnSe薄膜生长条件系列实验,为了进一步研究电沉积参数对薄膜成分和形貌的影响,采用了正交试验方法,对PH值、离子的浓度比、电流密度、络合剂、温度、时间等沉积参数进行了进一步详细研究,得到了最佳电化学沉积参数。用分光光度计、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量散射分析(EDAX)和X-射线衍射仪(XRD)对薄膜的成分、形貌和结构进行分析和表征,该ZnSe薄膜的化学计量比接近1:1并且为多晶薄膜。本文还对ZnSe阴极抑氢机理进行了探讨,通过对阴极极化曲线的研究,表明ZnSe的氢析出过电位更大,也即它能抑制氢气的析出,由于sp~3杂化轨道的存在使ZnSe晶体具有共价键晶体的特性,使得氢原子更不容易吸附。……   
[关键词]:电化学共沉积;ZnSe薄膜;化学计量比;抑氢
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:河南理工大学2007年