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《濺射法制備zao透明導(dǎo)電薄膜及其光電性質(zhì)的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要透明導(dǎo)電氧化物薄膜材料具有大的載流子濃度和光學(xué)禁帶寬度，因而表現(xiàn)出優(yōu)良的光電特性，如低的電阻率和高的可見光透過率等。目前此類材料體系包括：In203、Sn02、ZnO及其摻雜體系In203：Sn(ITO)、Sn02：Sb、Sn02：F、ZnO：AI(ZAO)等。其中Sn02(TO)和In203：Sn(ITO)薄膜作為透明電極在液晶顯示和太陽能電池等領(lǐng)域得到實(shí)際應(yīng)用。而ZnO：AI(ZAO)薄膜由于具有優(yōu)良的光電特性而成為ITO薄膜的潛在替代材料，且它還具有原材料來源豐富、成本低廉、無毒以及在氫等離子體中具有較好的穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，是目前研究
2、的熱點(diǎn)薄膜材料之一。多種工藝可咀用來制備透明導(dǎo)電薄膜，如磁控濺射、真空反應(yīng)蒸發(fā)、化學(xué)氣相沉積、溶膠-凝膠法以及脈沖激光沉積等，其中磁控濺射工藝具有沉積速率高、均勻性好等優(yōu)點(diǎn)而成為～種廣泛應(yīng)用的成膜方法。本研究課題以氧化鋅鋁靶為靶材，采用直流磁控濺射工藝在純氬氣氣氛中沉積ZAO薄膜。靶材中A1203的摻雜比例分別為l％、2％、3％、4％。用XRD、SEM、XPS、AFM和紅外、紫外分光光度計(jì)等測試手段對(duì)沉積的薄膜進(jìn)行了表征。結(jié)果表明成膜過程中各工藝參數(shù)對(duì)其結(jié)構(gòu)和光電特性存在較大的影響，另外還采用了在氬氣和氧氣的混合氣氛中制備鋁摻雜的氧化鋅薄膜，以此研究了濺射過程中氧
3、氣分壓的作用。研究表明，A1203的摻雜在3wt％時(shí)為最佳：ZAO薄膜在低溫下沉積時(shí)，由于薄膜內(nèi)存在殘余應(yīng)力使衍射峰位置與體材相比向低角度方向移動(dòng)。高溫沉積的ZAO薄膜或經(jīng)熱處理后的薄膜具有c軸擇優(yōu)取向的六角纖鋅礦多晶結(jié)構(gòu)，晶粒垂直于襯底柱狀生長，薄膜可得到最小的電阻率和較高的可見光透過率。氧流量和濺射功率也是影響薄膜特性的重要因素。實(shí)驗(yàn)證明氧氣的存在，會(huì)使得薄膜導(dǎo)電性降低；而隨著濺射功率的增加，薄膜的導(dǎo)電性變好，但當(dāng)功率超過100W后，薄膜的導(dǎo)電性反而變差。關(guān)鍵詞：透明導(dǎo)電薄膜，ZnO：AI，磁控濺射。工藝參數(shù)．壅塾墨三壟蘭堡±蘭堡壘查————_——●__-__
4、_____——————P—————_————-__●____●————-——————————————一ABSTRACTDuetohighcarrierconcentrationandwideopticalbandgaptransparentconductiveoxidethinfilmsexhibitoutstandingopticalandelectricalproperties，suchaslowresistivityandhightransmittanceinthevisiblerangeetc．Atpresentthiskindofmaterialsyst
5、emincludeIn203，Sn02，ZnOanddopantsystemIn203：S“ITO)，Sn02：Sb，SnOz：F,ZnO：AI(ZA0)etc．Amongthem，Sn02(TO)andIn203：Sn(ITO)filmshavebeenwidelyusedinliquidcrystaldisplayandsolarcellastransparentelectrode．What’moreA1一dopedZnOfilmsshowgoodelectricalandopticalpropertiesandemergeasapotentialaltern
6、ativecandidatefor1TOfilms．Furthermore，theyofferanumberofadvantagescomparedtothepredominantITOfilmsnowadays：(i)cheapandabundantrawmaterials；(ii)nontoxicity；(iii)goodstabilityinhydrogenplasma，whichisofsignificanceforapplicationsrelatedtoamorphoussiliconsolarcell．SothestudyonZAOfilmisbec
7、omingfashionable．ManyprocessesareusedtopreparetransparentconductivefilmssuchasmagnetronspuRering，vacuumreactiveevaporation，chemicalvapordeposition，sol-gel，laser-pulseddeposition．Amongthesemethods，magnetronsputteringisthemostwidelyusedtechniqueforpreparingthinfilmsowingtoitshighdeposit
8、ionra
