柔性透明导电薄膜ZAO

随着电子器件向小型化和轻便化方向发展,柔性衬底的透明导电薄膜有望成为硬质衬底透明导电薄膜的更新换代产品,因此其研究备受关注.柔性透明导电薄膜ZAO具有优异的光电性能且资源丰富、成本低、对环境无污染,成为当前的研究热点.总结了近年来对柔性衬底材料处理的方法,介绍了柔性透明导电薄膜ZAO的结构和光电特性.评述了柔性ZAO薄膜的研究现状,并对其近期研究和应用工作做了展望.     

退火处理对氧化锌透明导电薄膜的结构及电学性能的影响

采用地具空蒸发技术，以醋酸锌和氯化铝作为蒸发物质，在加热的玻璃衬底上制备出氧化锌和铝掺杂的氧化锌秀明导电薄膜。研究了氢气，空气和真空退火处理对制备薄膜的结构及电学性能的影响。     

基于磁控溅射技术的ZAO透明导电薄膜及靶材的研究

阐述用磁控溅射技术制备综合性能优良的ZAO透明导电薄膜及其靶材的发展现状和趋势。介绍了透明导电薄膜的基本性能及其存在的问题,进而重点阐述了ZAO薄膜的组织结构、导电机制和透光特性。由于其优良的光电特性(用掺杂Al2O3质量分数达3%的溅射靶材可制备电阻率达4.7×10-4Ω·cm、透射率超过90%的ZAO薄膜)而具有广泛的应用前景。并针对靶材的制备和利用磁控溅射技术制备ZAO透明导电薄膜过程中存在的问题及发展方向进行了分析讨论。     

高导电性ZAO陶瓷靶材及薄膜的制备

用热等静压法烧结制备了高导电性ZAO(铝掺杂氧化锌)陶瓷靶材,并用直流磁控溅射法制备出ZAO透明导电薄膜。靶材的致密度达98.7%,电阻率为2.2?03·cm;制得薄膜的最低电阻率为9.3?04·cm,可见光平均透射率大于85%。浅析了靶材的组织结构及靶材的电学、力学性能和薄膜制备的主要实验参数对其光、电性能的影响。     

真空退火对低频PECVD氮化硅薄膜性能的影响

研究了真空退火温度对不同流量比工艺参数下PECVD氮化硅薄膜性能的影响,测试了退火后氮化硅薄膜厚度、折射率以及在氢氟酸中的腐蚀速率。结果表明,退火后氮化硅薄膜厚度及折射率变化与薄膜沉积工艺条件有关,而薄膜在氢氟酸中的腐蚀速率在退火后大大降低。结合退火前后氮化硅薄膜的红外透射谱对以上测试结果进行了讨论。     

掺Al ZnO柔性透明导电薄膜研究进展

柔性透明导电薄膜ZAO具有优异的光电性能且资源丰富、成本低、对环境无污染,成为当前的研究热点.总结了近年来对柔性衬底材料处理的方法,分析了柔性透明导电薄膜的研究历史和现状.介绍了柔性透明导电薄膜ZAO的结构、光电特性、典型制备方法和应用前景.评述了柔性ZAO薄膜的研究现状,并对其近期研究和应用工作进行了展望.     

退火温度对SnF2掺杂SnO2薄膜性能的影响

利用电子束蒸镀技术在石英玻璃上沉积SnF2掺杂SnO2(FTO)薄膜.研究了不同退火温度对FTO薄膜结构和光电性能的影响.研究结果表明:升高退火温度可促进FTO薄膜中晶粒逐渐变大,结晶度变好,同时薄膜在可见光范围内的透射率随着退火温度升高逐渐增加,吸收边发生蓝移,禁带宽度显著变宽,这是由于载流子浓度增加导致的Moss-Burstein效应.升高温度时,薄膜电学性能随着退火温度升高有了很大改善,700℃退火处理后得到电阻率低至2.74×101 Ω·cm、载流子浓度为2.09×1020 cm-3、迁移率为9.93 cm2·V 1·s 1的FTO薄膜.     

RF磁控溅射功率对ZnO:Al薄膜结构和性能的影响

采用RF磁控溅射技术以ZnO:Al2O3(2 wt%Al2O3)为靶材在石英玻璃衬底上制备多晶ZnO:Al(AZO)薄膜,通过XRD、AFM、AES以及Hall效应、透射光谱、折射率等手段研究了RF溅射功率(50～300 W)对薄膜的组织结构和电学,光学性能的影响.分析表明:所制备的AZO薄膜具有c轴择优取向,并且通过对不同功率下薄膜载流子浓度与迁移率的研究发现对于室温下沉积的AZO薄膜,晶粒间界中的O原子吸附是影响薄膜电学性能的主要因素.同时发现当功率为250 W时薄膜的电阻率降至最低(3.995×10-3 Ω·cm),可见光区平均透射率为91%.     

RF磁控溅射功率对ZnO：AI薄膜结构和性能的影响

采用RF磁控溅射技术以ZnO2Al2O3（2wt％Al2O3）为靶材在石英玻璃衬底上制备多晶ZnO：Al（AZO）薄膜,通过XRD、AFM、AES以及Hall效应、透射光谱、折射率等手段研究了RF溅射功率（50-300w）对薄膜的组织结构和电学,光学性能的影响。分析表明：所制备的AZO薄膜具有c轴择优取向,并且通过对不同功率下薄膜载流子浓度与迁移率的研究发现对于室温下沉积的AZO薄膜,晶粒间界中的O原子吸附是影响薄膜电学性能的主要因素。同时发现当功率为250W时薄膜的电阻率降至最低（3．995×10^-33Ω·cm）,可见光区平均透射率为91％。     

退火对IBED氧化钒薄膜结构和性能的影响

对离子束增强沉积(IBED)氧化钒薄膜作不同条件的退火，用X射线衍射分析薄膜的晶体结构；用电阻．温度测试分析了薄膜的热电阻温度系数。实验发现，沉积薄膜存在一个形成二氧化钒结构的临界结晶温度，该温度随薄膜制备时离子束增强沉积条件的不同而改变。退火温度低于临界结晶温度时，很难使薄膜结晶成二氧化钒结构；高于临界温度较多的退火或形成VO2结构后再长时间退火，都会使VO2多晶薄膜中的钒分解降价，使薄膜的结构退化、性能变差。IBED多晶VO2薄膜在室温附近的电阻温度系数可达到4％／K以上。     

ZnO:Al(ZAO)透明导电薄膜的制备及其特性

笔者采用射频磁控溅射工艺、以氧化锌铝陶瓷靶为靶材制备透明导电ZAO薄膜,系统研究了各工艺参数,如氧流量、工作气压、温度、射频功率和退火条件等对其结构和光电特性的影响。实验结果表明:在纯氩气中且衬底温度为300℃时制备的ZAO薄膜经热处理后电阻率降至8.7104 W·cm,可见光透过率在85%以上。X射线衍射谱表明ZAO晶粒具有六角纤锌矿结构且呈c轴择优取向,晶粒垂直于衬底方向柱状生长。     

工艺对磁控溅射ZAO薄膜光电特性的影响

在玻璃衬底上用直流磁控溅射的方法镀制ZAO透明导电膜,研究了温度、氧压比、溅射气压、溅射速率等工艺条件对ZAO膜电阻率和可见光透过率等光电特性的影响。实验结果表明,当温度470℃、氧氩比0.5/40、溅射气压0.5Pa和镀膜速率3.6nm/min左右时,可获得薄膜电阻率7.2×10–4?·cm、可见光透过率85%以上的最佳光电特性参数。     

靶材自制ZAO薄膜的制备与光电性能

采用传统陶瓷烧结工艺,制得性能良好的Al掺杂ZnO陶瓷靶.以此靶为溅射源,利用射频磁控溅射法制备ZAO薄膜,着重研究了400℃保温2 h重复退火次数对ZAO薄膜的组织结构及光电性能的影响.结果表明,随着重复退火次数的增加,薄膜晶体结构保持不变,薄膜结晶质量提高,但晶格尺寸逐渐变小;同时,随着退火次数增加,样品的平均透光率虽稍下降,但所有样品的透光率仍保持在80%以上,呈现良好的透光性;除经3次重复退火的样品外,退火使其它样品的紫外吸收边从375 nm附近移至360 nm左右;重复退火次数的增加使样品的电阻率先明显降低,再有较大的回升,之后又降低,当重复退火两次时,电阻率降至最低,为8.5×10-4 Ω·cm.对上述现象、结果及机理进行了详细讨论.     

电子束蒸发沉积ZAO薄膜正交试验

采用电子束真空蒸发沉积薄膜的方法(EBED)制备了ZnO:Al(ZAO)透明导电薄膜.用正交试验法设计试验,并分析了制备ZAO薄膜的主要影响因素(沉积厚度、沉积速率、基片温度)对薄膜性能(透射率、电阻率)的作用.试验结果表明:采用EBED法沉积制备ZAO薄膜时,沉积速率控制为1nm/s、沉积厚度为800nm、基片温度为2 50℃,镀膜系统工作稳定,沉积薄膜的性能较好.     

沉积条件对室温下磁控溅射AZO薄膜微结构与光电性能的影响

通过控制室温下射频磁控溅射过程中不同的氩气工作气压、溅射功率和沉积时间,在石英玻璃上沉积Al掺杂ZnO（AZO）薄膜,探究了三种工艺条件对制备的AZO薄膜的微结构及光电性能的影响。所制备的AZO薄膜经500℃退火后均为六方纤锌矿结构,具有优异的透明度,在可见光范围内的平均透过率均在86%以上。在气压0.25 Pa、功率200 W下,溅射时间为10 min时,薄膜的电阻率低至5.04×10^-3Ω·cm,而溅射时间为15 min时,Haacke性能指数最优,为0.314×10^-3Ω^-1。结果表明,磁控溅射制备的AZO薄膜的晶体结构、方阻和透过率等特性与制备过程中的气压、功率和时间密切相关,通过评价性能指数可指导优化AZO薄膜的制备工艺。     

碱土金属锡酸盐薄膜的光学性质研究

用Varian Cary 5000紫外-可见-近红外分光光度计对几种碱土金属锡酸盐薄膜的光学透射谱进行了测量;用改进的包络线法对所得透射谱进行了相关计算,得到了碱土金属锡酸盐薄膜的折射率、吸收系数、厚度以及光学带隙等光学参数;对所得结果进行了理论分析,结果显示:锡酸盐薄膜在可见光波段满足经典的Sellmeier色散关系。用外推法计算了光学带隙并对光吸收过程进行了分析。     

La掺杂对BLT薄膜微观结构与性能的影响

采用sol-gel工艺低温制备了Si基Bi4–xLaxTi3O12(BLT)铁电薄膜。研究了La掺杂量对薄膜微观结构、介电和铁电性能的影响。结果表明,600～650℃退火处理的BLT薄膜表面平整无裂纹,晶粒均匀,无焦绿石相或其它杂相,薄膜为多晶生长;La掺杂量x在0.5～0.85的BLT薄膜介电与铁电性能优良,其εr和tanδ分别介于284～289和(1.57～1.63)×10–2,4V偏压下薄膜的漏电流密度低于10–8A/cm2,Pr可达(13.0～17.5)×10–6C/cm2,Ec低至(102.5～127.8)×103V/cm。     

衬底温度对共溅射制备AZO薄膜光电性能影响

以Al金属和ZnO陶瓷作为溅射靶材,采用直流和射频双靶磁控共溅射的方法在玻璃衬底上制备Al掺杂ZnO（AZO）透明导电薄膜,采用X线光电子能谱仪、X线衍射（XRD）仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜、紫外 可见分光光度计和霍耳效应测试仪对薄膜的微观形貌结构及光电性能进行了表征和分析,探究了不同衬底温度对薄膜光电性能的影响。结果表明,所制备的AZO薄膜均具有c轴取向生长的六角纤锌矿结构,在衬底温度为300 ℃时AZO薄膜结晶质量最好,电阻率最低（为1.43×10-3 Ω·cm）。所有样品薄膜在380~780 nm区间平均透过率大于90％,随着衬底温度的升高,AZO薄膜的吸收边出现了蓝移。     

氧氩流量比对Al掺杂ZnO薄膜光电性能的影响

为了研究氧气对Al掺杂ZnO薄膜性能的影响,用射频反应磁控溅射方法制备了氧化锌掺铝(ZAO)薄膜,靶材为锌铝合金靶,并研究了薄膜的透光率跟氧氩流量比的关系以及同一氧氩流量比下薄膜光学性能随温度变化的规律.实验结果表明,200℃下氧氩流量比为135时有最佳的透光率.250℃下氧氩流量比为130时有最佳的透光率;300℃下氧氩流量比为115时有最佳的透光率.同一氧氩流量比125时,200℃下制备的ZAO薄膜有最佳的透光性.温度更高或者更低都导致薄膜的透光性能变差.