离子束辅助磁控溅射低温沉积ITO透明导电薄膜的研究

本文对离子束辅助磁控溅射低温沉积的ITO薄膜进行了研究,重点考察了辅助离子束能量对ITO薄膜的光电性能和晶体结构的影响。结果表明:当A r/O2辅助离子束能量为900 eV左右时能够有效改善ITO薄膜的光电性能,在从非晶到多晶的转变过程中ITO薄膜具有较低的电阻率。在聚碳酸酯(PC)基片上制备了平均可见光透过率81.0%、电阻率为5.668×10-4ohm cm、结构致密且附着力良好的ITO薄膜,基片无变形。     

水热法制备ITO薄膜的研究

以铟锡氯化物为原料,采用水热法在玻璃基片上制备了氧化铟锡(ITO)薄膜,并利用X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对薄膜的相结构、化学组成及形貌进行了表征,研究了水热温度和时间等条件对ITO薄膜光吸收特性的影响.结果表明,水热法制备的ITO薄膜呈体心立方多晶结构且均匀、致密.薄膜在可见光区透射比可达98.2%,具备低成本大规模制备ITO薄膜的潜力.     

高分子辅助沉积法制备LaNiO3外延导电薄膜

近年来LaNiO₃(LNO)作为铁电超晶格、超导异质结和催化剂材料引起了广泛关注。本研究采用简便、低成本的高分子辅助沉积法(Polymer Assisted Deposition, PAD), 在(001)取向的SrTiO₃(STO)单晶衬底上制备了导电性能优异的LNO外延薄膜, 并对其进行各种结构和电学表征。摇摆曲线半高宽为0.38°, 表明LNO薄膜结晶度良好。高分辨XRD的φ扫描进一步证实LNO薄膜在STO衬底上异质外延生长。原位变温XRD测试进一步表征了LNO薄膜的外延生长过程。结果表明, 聚合物分解之后金属阳离子在单晶基体上有序释放并外延结晶。XPS结果表明, 采用PAD制备的LaNiO₃薄膜不存在氧空位。薄膜表面光滑, 粗糙度为0.67 nm。在10~300 K温度区间内的变温电阻率表明LNO薄膜具有良好的导电性能。上述结果表明：PAD制备的LaNiO₃薄膜具有较好的综合性能, PAD在制备外延功能薄膜材料方面具有很大的潜力。     

ITO薄膜直流反应磁控溅射制备及性能研究

以90wt%In和10wt%Sn铟锡合金为靶材,采用直流磁控反应溅射法在玻璃基片制备ITO透明导电薄膜.用紫外-可见光分光光度计、四探针电阻仪、XRD和SEM分别测试了ITO薄膜的紫外-可见光透射光谱、方块电阻、薄膜的结构和表面形貌.研究了氧分压对ITO薄膜性能的影响.实验结果表明,ITO薄膜随着氧分压的增加,薄膜紫外透射光谱的吸收截止边带向短波长方向漂移.随着氧分压的增大,ITO薄膜的方块电阻增加,结晶程度变好,晶粒尺寸变大.     

溶胶凝胶法制备ITO透明导电薄膜的工艺研究

以五水硝酸铟和乙酰丙酮为原料,以无水氯化锡为掺杂剂,采用溶胶凝胶工艺,用提拉法在石英玻璃基体上制备了ITO透明导电薄膜.采用DTA-TG、XRD、sEM等测试手段对薄膜从凝胶态向结晶态转变过程及微区形貌特点进行了表征,并利用四探针电阻率仪考察了热处理温度、提拉速度、冷却速度、提拉次数等工艺条件对薄膜的导电性能的影响.结果表明:ITO干凝胶膜在600℃热处理温度下完全转化为结晶态,ITO薄膜具有由球形粒子堆积而成的多孔结构;热处理温度与冷却速度均会对ITO薄膜的导电率产生重要影响.     

衬底温度对磁控溅射制备外延ZnO薄膜结构特性的影响

在不同的衬底温度下,采用磁控溅射方法在蓝宝石(0001)衬底上制备了外延生长的ZnO薄膜.采用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、可见-紫外分光光度计系统研究了衬底温度对ZnO薄膜微观结构和光学特性的影响.AFM结果表明在不同村底温度制备的ZnO薄膜具有较为均匀的ZnO晶粒,且晶粒的尺寸随衬底温度的增加逐渐增大.XRD结果显示不同温度生长的ZnO薄膜均为外延生长,400℃生长的薄膜具有最好的结晶质量;光学透射谱显示在370nm附近均出现一个较陡的吸收边,表明制备的ZnO薄膜具有较高的质量,其光学能带隙随着衬底温度的增加而减小.     

氮化处理对ITO薄膜光电特性影响

利用射频磁控溅射在玻璃衬底上制备了氧化铟锡(ITO)薄膜,分别采用两种方法对薄膜进行氮化处理,即:(1)利用氩气溅射在室温下制备薄膜,随后在氮气和氨气气氛下对薄膜进行热处理;(2)利用氩气/氮气共溅射成膜.利用X射线衍射、霍尔效应、UV-vis-NIR分光光度计等测试手段对薄膜样品进行表征,对比研究了两种氮化处理方法对ITO薄膜光电特性的影响.结果发现对于低温生长的薄膜,两种方法均能明显提高其在可见光区的透过率.氩气/氮气共溅射的方法会降低薄膜的结晶程度,降低载流子浓度,但使得其紫外/可见/近红外光谱发生明显红移;而热处理方法则能增加薄膜的结晶程度,提高其导电能力.     

液相外延法制备β-BBO薄膜

采用液相外延法在掺Sr2 的α-BBO(001)衬底上制备了β-BBO薄膜,研究了制备条件对薄膜质量的影响.结果表明:当生长温度为810 ℃时,转速为300 r/min生长的外延膜具有较高的结晶质量,且随着生长时间的延长,外延膜的结晶质量有所提高.β-BBO薄膜呈c轴高度择优取向,薄膜的双晶摇摆曲线半峰宽值FWHM仅为676.6″,表明β-BBO薄膜较好的结晶质量;在不具备相位匹配的条件下,β-BBO外延膜也能够实现二次谐波输出.     

单层二氧化铪（HfO2）薄膜的特性研究

利用电子束蒸发、离子束辅助沉积和离子束反应溅射三种制备方法制备了单层HfO2薄膜,对薄膜样品的晶体结构、光学特性、表面形貌以及吸收特性进行了研究。实验结果表明,薄膜特性与制备工艺有着密切的关系。电子束蒸发和离子束反应溅射制备的薄膜为非晶结构,而离子束辅助制备的薄膜为多晶结构。电子束蒸发制备的薄膜折射率较低,薄膜比较疏松,表面粗糙度较小,吸收相对较小,而离子束辅助以及离子束反应溅射制备的薄膜折射率较高,薄膜的结构比较致密,但表面粗糙度较大,吸收相对较大。不同制备工艺条件下薄膜的光学能隙范围为5.30～5.43eV,对应的吸收边的范围为228.4～234.0nm。     

在线紫外辐照辅助沉积柔性ITO薄膜的研究

显示技术正朝着柔性化、超薄化方向发展,低温制备柔性ITO薄膜已经成为一大趋势.本文在射频磁控溅射过程中,引入在线紫外辐照,室温条件下在有机衬底上制备柔性ITO薄膜的工艺,其最低方块电阻为5Ω,电阻率为2.5×10 -4Ω·cm,透光率为92%,远远优于未采用紫外辐照制备的柔性ITO薄膜.我们用四探针测试仪、分光光度计、原子力显微镜、X射线衍射仪等测试仪器,对未采用和采用在线紫外辐照制备的薄膜进行测试,分析探讨了紫外线辐照对薄膜的光电性能、表面形貌和生长取向的影响.研究结果表明:在紫外线的照射下,ITO薄膜表面形貌得到改善,晶界缺陷减少,生长更均匀,致密度更好,在降低薄膜电阻率的同时,提高了薄膜在可见光区的透射率,在紫外辐照下,ITO薄膜更趋于〈222〉的择优取向,且平均晶粒尺寸变大,结晶度提高,宏观表现为薄膜的电阻率降低.