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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

zns是一种性能优越的ii -vi族发光材料，具有独特的能带特征禁带宽度为3.66 ev，是一种用途广泛、丰富且环保的半导体材料，应用于许多领域。通过对zns进行适当的掺杂可以改变它的能带结构，从而使得 zns半导体材料的光电性能和微观结构得到很大的改善，在光电领域有着巨大的应用前景。近十多年来，人们通过大量的实验，对zns采用了很多不同的方法、不同的元素进行掺杂，发现了很多掺杂后的zns材料的独特性能。比如以zns材料为基质，对其进行金属离子、稀土元素（如ag，cu，tb，mn等）掺杂，开发出了各种薄膜器件。zns薄膜制备方法众多，射频溅射镀zns具有成膜致密、均匀，易于大批量生产等优点。

由于硫化锌在具有成本低、抗腐蚀性强、折射率高和红外透过率高等优点，在很多领域都有应用。磁控溅射沉积速度快，制备的薄膜致密均匀，膜与基体的附着性强，通过磁控溅射制备zns薄膜，能得到致密、均匀的质量高的硫化锌薄膜。

国内外研究现状

zns薄膜可分为单晶薄膜和多晶薄膜两种结构，单晶zns薄膜由于制备条件苛刻，且生长尺寸过小，在现实中少有涉及。多晶zns薄膜因具有优异的光电性质及机械性能，因而目前对之研究较多，应用较广。另一方面，zns薄膜在整个器件中，可能单一发挥某一功能作用，或与其它膜层共同发挥作用，因而根据其结构形态及与其它膜层的关系，进一步将之划分为单层薄膜和多层薄膜两种。

目前，射频溅射zns薄膜受到了很大的关注。f. haque等人采用射频磁控溅射技术，通过改变射频功率，在钠钙玻璃基板上沉积了硫化锌薄膜。通过x射线衍射、原子力显微镜、扫描电镜、紫外-可见光谱和霍尔效应等测试手段，对沉积的氧化锌薄膜的结构、表面形貌、表面形貌、光电性能进行了研究。x射线衍射分析表明，薄膜具有多晶性，沿（111）反射面具有很强的择优取向，在60w及以上的条件下，薄膜呈现立方或闪锌矿结构。在3.22-3.44 ev范围内发现了带隙。从afm和fesem图像中观察到，射频功率对薄膜的表面粗糙度和形貌也有影响。谢婧等人采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上沉积了zns多晶薄膜，研究了沉积气压、退火温度和衬底温度对zns薄膜质量的影响.改变工作气压，退火温度和衬 底温度，研究了部分沉积参数和退火条件对zns薄膜结构、光学特性和形貌的影响.结果显示，我们制备的zns薄膜为六方结构，室温条件下沉积的薄膜沿(008)晶面择优取向生长，有较大的内应力，随着沉积气压增大，内应力增加.经过退火处理后，薄膜的应力特性得到改善，当退火温度为300℃左右时内应力最小. 衬底温度为350℃时，制备的zns薄沿(106)晶面择优取向，内应力较小。经过300 ℃退火处理后，有较好的结晶质量和透过光谱特性，薄膜表面平整致密，其禁带宽度为3.73e v.

2. 研究的基本内容

（1）研究利用磁控溅射技术制备以不锈钢、玻璃为基体的硫化锌薄膜的工艺影响因素。

（2）研究不同工艺条件对硫化锌薄膜表面形貌、形态、表面能的影响。

（3）研究不同工艺条件下硫化锌薄膜的光电及紫外辐照损伤行为。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

研究方案：

1. 研究不同气压及溅射功率在不同基体（不锈钢、玻璃片）表面上制备硫化锌薄膜的工艺。

2. 利用xrd、金相电镜、扫描电镜等微观分析手段分析不同工艺条件对硫化锌薄膜成长的作用。

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   4. 参考文献

   [1]sirichai leelachao n, shinjimuraishi, takumi sannomiya,etc.correlation of triboluminescence and contactstresses in zns: mn/polymeric matrix composite[j].journal ofluminescence,2016,170:24-29.

   [2]s.r. chalana, v.p. mahadevanpillai.substrate dependent hierarchical structures of rf sputtered znsfilms[j].applied surface science,2018,440:1181-1195.

   [3]f. haque1,4, k. s.rahman2,etc.properties of sputtered zns thin films for photovoltaicapplication[j].materials research express,2018：1-13.

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