人工晶体学报

作者：李岗归, 黄丹阳, 赵小龙, 蔡亚辉, 贺永宁

单位：1.西安交通大学微电子学院,西安 710049;；2.西安交通大学微纳电子与系统集成重点实验室,西安 710049

关键词：ZnO厚膜,电化学沉积法,X射线探测器,沉积电势,Zn电极,沉积速率,

基金：国家自然科学基金(62004158)

X射线具有较高的光子能量,这使得其在ZnO材料中具有大的穿透深度,因此为了更有效地探测X射线,需要制备出微米甚至百微米厚度的ZnO膜。本文采用电化学沉积法快速制备14.85 μm厚的ZnO膜。实验结果表明,沉积电势和电极材料会显著影响ZnO膜的沉积速率与表面形貌。随着沉积电势的升高,ZnO形貌由六角柱状结构变为片状结构,当电势过大时会有大量氢气生成,导致薄膜孔洞增加而无法成膜。使用金属Pt为阳极电极时,溶液会逐渐酸化,导致ZnO在沉积的同时也会溶解,当二者速率相一致时,ZnO膜厚便不再增加,因此不适合生长ZnO厚膜。而使用金属Zn为阳极电极时,溶液的pH值基本保持不变,更适合生长ZnO厚膜。使用金属Zn作为阳极电极,沉积电势为0.65 V,电解液浓度为0.4 mol/L时,实现了1 h生长14.85 μm的ZnO厚膜。在5 V偏压下,基于ZnO厚膜的探测器对加速电压为40 kV的X射线的响应度可达66.8 μC·Gy-1·cm-2。

来源：2024年第6期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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