| Abstract | 第4-7页 |
| 摘要 | 第8-17页 |
| Chapter 1 Introduction | 第17-55页 |
| 1.1 Foreword | 第17-18页 |
| 1.2 Zinc Oxide-A versatile material | 第18-21页 |
| 1.3 Basic properties of ZnO | 第21-30页 |
| 1.3.1 Crystal structure | 第21-24页 |
| 1.3.2 Energy band structure | 第24-26页 |
| 1.3.3 Optical properties of ZnO | 第26-28页 |
| 1.3.4 Electrical properties of ZnO | 第28-30页 |
| 1.4 ZnO thin film deposition | 第30-37页 |
| 1.4.1 Vapor-phase film deposition techniques | 第30-35页 |
| 1.4.1.1 Sputtering | 第30-32页 |
| 1.4.1.2 Molecular Beam Epitaxy | 第32-33页 |
| 1.4.1.3 Pulsed Laser Deposition | 第33-34页 |
| 1.4.1.4 Chemical Vapor Deposition | 第34-35页 |
| 1.4.2 Liquid-phase film growth techniques | 第35-37页 |
| 1.4.2.1 Sol-Gel method | 第35-36页 |
| 1.4.2.2 Chemical Bath Deposition | 第36-37页 |
| 1.5 Doping of ZnO thin films | 第37-39页 |
| 1.6 Applications of ZnO thin films | 第39-41页 |
| 1.7 Aim of the thesis | 第41-42页 |
| References | 第42-55页 |
| Chapter 2 Experimental Methods and Principles | 第55-74页 |
| 2.1 Foreword | 第55页 |
| 2.2 Chemical solution methods for thin film growth | 第55-61页 |
| 2.2.1 Sol-Gel method | 第55-58页 |
| 2.2.2 Reverse-Microemulsion method | 第58-59页 |
| 2.2.3 Hydrothermal method | 第59-60页 |
| 2.2.4 Chemical Bath Deposition | 第60-61页 |
| 2.3 Chemical reagents and experimental apparatus | 第61-63页 |
| 2.3.1 Chemical reagents | 第61-62页 |
| 2.3.2 Experimental apparatus | 第62-63页 |
| 2.4 Thin film characterization techniques and principles | 第63-71页 |
| 2.4.1 X-ray diffraction | 第63-64页 |
| 2.4.2 Scanning electron microscopy | 第64-65页 |
| 2.4.3 Atomic force microscopy | 第65-66页 |
| 2.4.4 Transmission electron microscopy | 第66-67页 |
| 2.4.5 X-ray photoelectron spectroscopy | 第67-68页 |
| 2.4.6 Ultraviolet-visible spectroscopy | 第68-69页 |
| 2.4.7 Photoluminescence spectroscopy | 第69页 |
| 2.4.8 Standard four-probe method | 第69-70页 |
| 2.4.9 Van der Pauw method | 第70页 |
| 2.4.10 Contact angle measurement | 第70-71页 |
| References | 第71-74页 |
| Chapter 3 Growth optimization study of Sol-Gel derived Al-doped ZnO thinfilms | 第74-108页 |
| 3.1 Introduction | 第74-76页 |
| 3.2 Experimental procedure | 第76-79页 |
| 3.2.1 Precursor solution preparation | 第76页 |
| 3.2.2 Thin film deposition | 第76-77页 |
| 3.2.3 Characterization and analysis | 第77-79页 |
| 3.3 Effects of Al doping content and annealing temperature on the properties ofAZO thin films | 第79-87页 |
| 3.3.1 Effects on the crystal structure of AZO thin films | 第79-83页 |
| 3.3.2 Effects on the morphology of AZO thin films | 第83-85页 |
| 3.3.3 Effects on the optical properties of AZO thin films | 第85-87页 |
| 3.4 Effects of sol aging time on the properties of AZO thin films | 第87-89页 |
| 3.4.1 Introduction | 第87-88页 |
| 3.4.2 Experimental details | 第88-89页 |
| 3.5 Results and discussion | 第89-101页 |
| 3.5.1 Effect of sol aging time on the structural properties of AZO films | 第89-93页 |
| 3.5.2 Effect of sol aging time on the morphology of AZO films | 第93-95页 |
| 3.5.3 Effect of sol aging time on the chemical states of AZO films | 第95-97页 |
| 3.5.4 Effect of sol aging time on the optical properties of AZO films | 第97-98页 |
| 3.5.5 Effect of aging time on the solution chemistry | 第98-101页 |
| 3.6 Conclusion | 第101页 |
| References | 第101-108页 |
| Chapter 4 Fabrication and growth mechanism study of non-polar/n-plane (1010)ZnO thin films on Si substrates | 第108-133页 |
| 4.1 Introduction | 第108-110页 |
| 4.2 Experimental procedure | 第110-117页 |
| 4.2.1 Etching of Si substrates | 第110-114页 |
| 4.2.2 Preparation of ZnO seeds | 第114-117页 |
| 4.2.2.1 Precursor solution for ZnO seeds (ZNRs:ZnO nano-rods) | 第115-116页 |
| 4.2.2.2 Precursor solution for ZnO seeds (ZMT/Rs:ZnO micro-tubes/rods) | 第116页 |
| 4.2.2.3 Hydrothermal growth of ZnO seeds (ZNRs and ZMT/Rs) | 第116-117页 |
| 4.2.3 CBD precursor solution preparation and film growth | 第117页 |
| 4.2.4 Characterization and analysis | 第117页 |
| 4.3 Results and discussion | 第117-129页 |
| 4.3.1 Etched Si substrate analysis | 第117-118页 |
| 4.3.2 ZnO seeds crystal structure and morphology | 第118-119页 |
| 4.3.3 CBD grown ZnO films | 第119-129页 |
| 4.3.3.1 CBD grown ZnO films on ZnO nano-rods (ZNRs) | 第119-124页 |
| 4.3.3.2 CBD grown ZnO films on ZnO micro-tubes/rods (ZMT/Rs) | 第124-129页 |
| 4.4 Conclusion | 第129-131页 |
| References | 第131-133页 |
| Chapter 5 Fabrication and growth mechanism study of non-polar a-plane (1120)ZnO thin films on glass substrates | 第133-166页 |
| 5.1 Introduction | 第133-135页 |
| 5.2 Experimental procedure | 第135-137页 |
| 5.2.1 Preparation of Sol-Gel ZnO seed layer films | 第135页 |
| 5.2.1.1 Precursor solution preparation | 第135页 |
| 5.2.1.2 Seed layer film deposition | 第135页 |
| 5.2.2 CBD precursor solution preparation and film growth | 第135-136页 |
| 5.2.3 Characterization and analysis | 第136-137页 |
| 5.3 Results and discussion | 第137-159页 |
| 5.3.1 Role of seeds/seed layer in solution-based film grown methods | 第137-138页 |
| 5.3.2 Structure and morphology of Sol-Gel ZnO seed layer film | 第138-139页 |
| 5.3.3 Structure and morphology of CBD ZnO thin film | 第139-143页 |
| 5.3.4 Growth mechanism of non-polar CBD ZnO thin film | 第143-153页 |
| 5.3.5 Optical properties of non-polar CBD ZnO film | 第153-156页 |
| 5.3.6 Electrical properties of non-polar CBD ZnO film | 第156-157页 |
| 5.3.7 Surface wetting properties of non-polar CBD ZnO film | 第157-159页 |
| 5.4 Conclusion | 第159-160页 |
| References | 第160-166页 |
| Chapter 6 Fabrication and growth mechanism study of texture controlled ZnOthin films | 第166-206页 |
| 6.1 Introduction | 第166-168页 |
| 6.2 Experimental procedure | 第168-170页 |
| 6.2.1 Preparation of Sol-Gel ZnO seed layer films | 第168-169页 |
| 6.2.1.1 Precursor solution preparation | 第168页 |
| 6.2.1.2 Seed layer films deposition | 第168-169页 |
| 6.2.2 CBD precursor solution preparation and film growth | 第169页 |
| 6.2.3 Characterization and analysis | 第169-170页 |
| 6.3 Results and Discussion | 第170-200页 |
| 6.3.1 Effect of seed layers on CBD ZnO thin films texture, a comparative approach | 第170-175页 |
| 6.3.2 Effect of seed layers characteristics on CBD ZnO films texture, an experimental approach | 第175-183页 |
| 6.3.2.1 Different Zn~(2+) concentration and annealing temperature of seed layers | 第175-177页 |
| 6.3.2.2 Different Zn~(2+) concentration and annealing time of seed layers | 第177-179页 |
| 6.3.2.3 Different Zn~(2+) concentration and thickness of seed layers | 第179-183页 |
| 6.3.3 Texture controlled growth of CBD ZnO films | 第183-200页 |
| 6.3.3.1 Structure and morphology of texture controlled CBD ZnO thin films 168 | 第184-191页 |
| 6.3.3.2 Growth mechanism of texture controlled CBD ZnO thin films | 第191-195页 |
| 6.3.3.3 Optical properties of texture controlled CBD ZnO thin films | 第195-197页 |
| 6.3.3.4 Surface wetting properties of texture controlled CBD ZnO thin films | 第197-200页 |
| 6.4 Conclusion | 第200-201页 |
| References | 第201-206页 |
| Chapter 7 Conclusions | 第206-210页 |
| 7.1 Applications and future prospect of the work | 第208-210页 |
| Acknowledgements | 第210-212页 |
| Publications and conferences | 第212-214页 |
| Author Profile | 第214页 |
