增加薄膜厚度可以克服與基板之間晶格不匹配的問題，較易得到薄
圖 4-24 3D 表面形態圖[16] 圖 4-26 室溫 PL 圖[16]
系列
背景 由於
膜單晶向的成長。Linhua Xu團隊等[16]，利用sol-gel法，前驅物為醋酸鋅及 乙 醇 胺 來 製 備 溶 液 ， 並 將ZnO薄膜鍍在玻璃基板上，樣品製備方式為 dip-coating(溶液浸泡法)。浸泡的次數為 3、6、9、12 次；厚度分別為 90、
180、270 及 360 nm；樣品名稱則為sample A、B、C、D。圖 4-24 為 3D 表面形態圖，由上至下為樣品A、B、C、D。由圖觀察，隨著厚度的增加，
氧化鋅的結構排列比較有序且樣品的表面會趨近平坦。圖 4-25 為樣品XRD 圖，厚度越厚其薄膜的晶向會趨向(002)晶向。圖 4-26 為室溫PL圖，其樣品 的厚度越厚，PL的發光強度就越強。整體來說，增加厚度可以使樣品的品質 變好。我們分別做了 5、10、20、30 層不同鍍膜層數的薄膜來探討對於單 一晶向及光學特性的影響，其溶液濃度為0.3 M，前、後退火溫度皆為 700
oC，配比為 1：0.5 的樣品來分析。
圖4-25 XRD 圖[16]
XRD 分析
圖 4-27 為不同鍍膜次數的XRD圖，圖中由左至右分別為氧化鋅的
圖4-27 不同鍍膜次數之 XRD 及(002)晶向強度比圖
為 4 種鍍膜次數的低溫PL圖，4 個樣品皆出現DoX的發光 (100)、(002)及(101)晶向的XRD訊號。4 片樣品晶向強度最強為(002)晶向，
為了量化(002)晶向強度比，圖中分析XRD晶向強度比值：I（002）/ I（100）+ I（002）
+I（101）。觀察到鍍膜 30 層的樣品，(002)晶向之XRD強度為最高。而在這 批樣品當中，看不到NH4NO3結構，是因我們所設定的前退火溫度為 700
oC，推測可能到這個溫度NH4NO3就因高溫而解離。且由晶向強度比圖得 知當鍍膜層數為 10 層以上，我們就可以得到(002)晶向之XRD強度相當高 的氧化鋅薄膜，其晶向強度比的比值幾乎接近1。
PL 分析
圖 4-28
訊號，能量為 3.362 eV。首先層數為 5 層的樣品在能量 3.377 eV 出現了 FX的發光，在 3.315 eV 出現了eoA-躍遷。而層數為 10 層的樣品，eoA的
發光訊號就不明顯，但也同樣出現FX的發光訊號。當層數為 20 層時，eoA 的訊號再出現，且也發現3.33 eV訊號，為結構缺陷(SD)。鍍膜層數增加至 30 層時，由圖可看出DoX的半高寬明顯變窄，且近帶雜質與缺陷發光幾乎 看不到，表示樣品的雜質及缺陷是比較少的，品質比較好。
為了看樣品中的晶格缺陷發光程度，我們做了大範圍的PL，由圖 4-29
圖4-28 不同鍍膜層數之低溫 PL 圖
膜層數之大範圍PL 圖 可看出低能量有很明顯的Zni-Vo及Vo的缺陷發光訊號。圖裡我們做了缺陷發 光峰值強度與近帶束縛發光峰值強度的比值分析，當鍍膜層數為 5 層時，
比值為5.9、層數 10 層為 3.3、層數 20 層為 1.4、層數 30 層為 0.1。鍍膜 層數越多，缺陷發光的強度就越小。因為我們所使用的基板為藍寶石基板，
與氧化鋅會有晶格不匹配的問題，而剛開始鍍的前幾層可當成緩衝層，去 克服晶格不匹配的問題，如果鍍膜次數越多，之後鍍的膜即是成長在氧化 鋅的結構上。所以我們推測即使退火溫度為高溫的 700 oC ，因為鍍膜層 數的增加，可使氧化鋅的結構成長較好，缺陷發光強度就會越小。
圖4-29 不同鍍