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脉冲激光沉积制备MIM结构
手绘风格
非化学计量的ZnO晶体能带图
Sukker等人经过综合各方面的数据和理论分析，给出了与ZnO晶体的能带结构有关的常温电子学参数。根据这些数据，、 大型电机、 电磁铁等强电应用中，也可用于一般电器设备的过电压保护。
ZnO压敏材料的未来是十分美好的：
(1) 片式叠层化：近年来，随着电子产品的小型化、多功能化和表面帖装技术( S MT)的应用。
(2) 低压化：由于电子仪器的集成化，电路的电压也随之低电压化。
(3) 基础理论的研究有待深入，尤其是加强晶界现象、导电机理、缺陷理论等方面的研究。将计算机技术与材料研究相结合，以探讨 ZnO压敏材料的显微结构与导电机理等将可能受到人们关注。
3、激光脉冲沉积法的基本原理及ZnO薄膜的制备
目前国内外薄膜制备方法基本有：磁控溅射，喷雾热解，化学气相沉积，分子束外延技术，原子层外延生长法，脉冲激光沉积，溶胶-凝胶这几种方法，各种制备工艺各有优缺点。不同的制备技术及工艺参数决定了薄膜的结晶取向，薄膜厚度，表面平整度以及光电、压电等性质的差异。
国内外薄膜制备方法
国内外
薄膜制备方法
磁控溅射法
喷雾热分解法
分子束外延法
原子层外延生长法
脉冲激光沉积法
（PLD）
化学沉积法
PLD
脉冲激光沉积示意图
1、存底的清洗
2、溶胶的配置
3、提拉
5、高温热处理
4、预处理
在衬底上沉积ZnO薄膜的实验过程
4 、试验结果以及数据分析
PLD压敏特性图及（ZnO）
右图所示为不同温度下生长在Si衬底上的ZnO薄膜的X射线衍射图谱（XRD）由下图可知生长温度的不同对ZnO薄膜样品的影响都是很显著的。薄膜生长时氧气压强为1OPa，生长温度分别500℃，550℃，600℃，沉积时间均为2小时。为改善样品结晶质量，对样品进行了退火处理，退火温度均为650℃，并保温l小时。图示中所有样品的X射线衍射谱中衍射峰强度最大的均为ZnO的(101)衍射峰，，还在2θ为33。4处存在非常弱的衍射峰。表明我们生长的样品为(101)择优的多晶薄膜。
在衬底温度为500℃时，(101)衍射峰强度很弱，而且不太对称。因为衬底温度低，所以在到达衬底的原子和离子中，很少有能得到足够的能量进行再蒸发或者沿表面方向迁移。但原子沿c轴方向生长的优势已经相当明显。ZnO(101)衍射峰的强度在500一600℃之间随生长温度的升高而显著增强，其它晶面的生长被抑制。(101)晶面的择优生长，表明晶体质量越来越好。因为高的生长温度有利于使吸附在衬底表面的残余气体脱附，因而可提高膜层的附着力，使膜层结构致密，结晶也就自然越来越好。
衬底温度对ZnO薄膜表面结构的影响

通过原子力显微镜(AMF)观测样品的形貌，AFM是在ParkAutoprobeCP型原子力显微镜上进行的，测试使用模式为S诩针的接触模式。
。图3-3分别为在不同衬底温度下沉积ZnO薄膜的AFM平面视图。衬底温度分别为500℃.550℃.600℃。退火温度为650℃，退火时间为1小时。由图3-3可知，在衬底温度为的500℃时，ZnO晶粒尺寸小而均匀，晶界较为模糊:衬底温度为550℃时的ZnO薄膜生长致密，已有一些晶粒开始长大。衬底温度为600℃时，ZnO薄膜表面呈鹅卵石密堆积结构，晶粒完全聚集长大，尺寸明显增加，约为50nm，呈现了很好的C轴取向性，界面清晰可辨。我们可以看到晶粒的变化过程和表面形貌，与XRD显示的结果基本一致。

使用SEM分别对550℃，600℃衬底温度下制备的样品的表面形貌进行了测试，如上图所示。结果显示，衬底温度为600℃时晶粒比衬底温度为550℃的时的晶粒略大，且有较好的致密性。这主要是因为以下原因:随着沉积温度升高，有利于使吸附的原子在基片上发生迁移和重排，即越易引起薄膜内部凝聚，形成岛状小岛;同时，在一定的沉积工艺条件下，基片温度高，沉积原子在基片表面上的活动能力增大，结晶程度也高，晶粒变大。因此，随着基片温度升高，沉积速率和晶粒尺寸增大。但当基片温度达到一定值后，基片表面原子和吸附原子的热运动加剧，因而增大了它们的距离，使吸附能有所减少，适应系数变小，故薄膜的沉积速率随温度升高而略有下降。而基片表面原子的活动能力随基片温度的升高继续增大，有利于减少晶界面积，晶粒长大。说明在较高的温度下，薄膜表面的扩散和迁移速率得到了提高，有利于