磁控溅射AZO透明导电薄膜及其光电性能的研究

采用磁控溅射法在石英玻璃衬底上制备AZO薄膜。利用X射线衍射仪、原子力显微镜、四探针测试仪和透射光谱仪等手段研究了衬底温度对AZO薄膜结构、形貌、光电性能的影响。结果表明,所有的AZO薄膜均为纤锌矿结构且具有较好的c轴取向。薄膜表面平整,晶粒约为55.56 nm。随着衬底温度升高,薄膜电阻率先降低而后升高,当衬底温度为350℃时,电阻率最小,约为1.41×10–3?·cm,而且该薄膜具有较好的透光率,约为84%。     

掺杂浓度对AZO薄膜结构和光电性能的影响

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)工艺在普通玻璃基片上成功地制备出高c轴择优取向性、高可见光透过率和低电阻率的Al3+掺杂型的ZnO透明导电薄膜,对这种薄膜进行了X-射线衍射和扫描电镜分析,并对其光电性能作了详细的研究。结果表明,制备的薄膜为钎锌矿型结构,呈c轴方向择优生长;其可见光透过率可达85%以上;Al3+掺杂型的ZnO透明导电薄膜的电阻率在1.5×10-2~8.2×10-2Ω.cm。     

磁控溅射法制备ITO薄膜的结构及光电性能 磁控溅射法制备ITO薄膜的结构及光电性能

本文采用直流磁控溅射法在基板温度100 ℃、100%Ar气氛中制备了光电性能优良的铟锡氧化物（In2O3:SnO2= 90:10, 质量百分比）薄膜。利用XRD、AFM、SEM、多功能光栅光谱仪和四探针电阻测试仪对薄膜的结构、表面形貌、透光率和方阻进行了测定和分析,研究了溅射功率对薄膜透光率的影响。结果表明：ITO薄膜的方阻随溅射功率的增加而下降;经过热处理,ITO薄膜可见光透光率从60.4%增加到88.3%;ITO薄膜在360 nm到380 nm的紫光区域透光率最低,760 nm到800 nm的红光区域透光率达到最高。     

RF磁控溅射制备AZO透明导电薄膜及其性能

室温下采用RF磁控溅射技术在石英衬底E制备了多晶ZnO:Al(AZO)透明导电薄膜,通过XRD,AFM,AES,Hall效应及透射光谱等测试研究了RF溅射功率、氩气压强对薄膜的结构、电学和光学性能的影响.分析表明:在最优条件下(溅射功率为250W,氩气压强为1.2Pa时),180nm AZO薄膜的电阻率为2.68×10-3 Ω·cm,可见光区平均透射率为90%,适合作为发光二极管和太阳能电池的透明电极.所制备的AZO薄膜具有c轴择优取向,晶粒问界中的O原子吸附是限制薄膜电学性能的主要因素.     

热处理温度对磁控溅射AZO薄膜的电学性能影响

利用射频磁控溅射制备了Al掺杂的ZnO(AZO)薄膜,通过X线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)及四探针等手段对薄膜进行了表征,研究了不同热处理温度对AZO薄膜的形貌、结构和电学性能的影响。研究表明,Al的掺杂体积分数约为1.2%,随着热处理温度的升高,薄膜颗粒大小均匀,AZO薄膜衍射峰强度先增强后减弱,当热处理温度为450℃时,该AZO薄膜的结晶性最好,电阻率最小为0.024 7Ω·cm。     

溅射法制备ZnO薄膜结构及光学特性

采用直流磁控溅射镀膜工艺在玻璃基片上沉积了具有良好c轴择优取向的znO薄膜.用组合式多功能光栅光谱仪测得透光率均在85%以上;用AXRF分析了退火前后薄膜的物相,并用原子力显微镜分析了薄膜的表面形貌.样品通过空气中退火,薄膜结晶质量明显提高,晶粒有所长大,取向更加一致.在室温下用荧光分光光度计分析了薄膜的发光特性,观测到明显的紫外光发射(波长为386 nm)和波峰为528nm的一"绿带"宽峰.紫外发射是由于导带和价带之间的电子跃迁,宽峰是源于晶体的缺陷.     

RF磁控溅射制备AZO透明导电薄膜及其性能

室温下采用RF磁控溅射技术在石英衬底上制备了多晶ZnO: Al (AZO）透明导电薄膜,通过XRD,AFM,AES,Hall效应及透射光谱等测试研究了RF溅射功率、氩气压强对薄膜的结构、电学和光学性能的影响. 分析表明:在最优条件下（溅射功率为250W,氩气压强为1.2Pa时）, 180nm AZO薄膜的电阻率为2.68E-3 Ω· cm,可见光区平均透射率为90%,适合作为发光二极管和太阳能电池的透明电极. 所制备的AZO薄膜具有c轴择优取向,晶粒间界中的O原子吸附是限制薄膜电学性能的主要因素.     

AZO透明导电薄膜的结构与光电性能

采用射频溅射工艺制备了Zn1-xAlxO透明导电薄膜。通过XRD、UV透射和电学性能测试等分析手段,研究了Al浓度对薄膜的组织结构和光电性能的影响规律。结果表明:薄膜具有c轴择优取向,随着Al浓度的增加,(002)衍射峰向高角度移动,峰强度逐渐减弱,x(Al)为15%掺杂极限浓度。x(Al)为2%时,薄膜电阻率是3.4×10–4Ω.cm。随着掺杂量x(Al)从0增加到20%,薄膜的禁带宽度从3.34 eV增加到4.0 eV。     

退火温度对AZO薄膜场发射性能的影响

以纯度为99.95%、Al2O3为2wt.%的ZnO-Al2O3金属氧化物为溅射靶材,采用射频(RF)磁控溅射的方法,在玻璃衬底上制备Al掺杂ZnO(AZO)薄膜,研究其场发射特性和导电性能,并分析了不同的退火温度对AZO薄膜的形貌、导电及场发射性能的影响。采用原子力显微镜(AFM)及X射线衍射(XRD)对AZO薄膜表面形貌与结晶特性进行测试的结果表明,随着退火温度的升高,AZO薄膜的表面粗糙度随之增大,AZO薄膜的结晶度变好;场发射性能研究的结果表明,AZO薄膜的开启电场随着退火温度增加呈先减小后增大的趋势,当退火温度为300℃时,AZO薄膜样品粗糙度最大,场发射性能最好,开启场强为2.8V/μm,发光均匀性较好,亮度达到650cd/m2,导电性能最好,电阻率为5.42×10-4Ω·cm。     

退火温度对AZO薄膜场发射性能的影响

以纯度为99.95%、Al₂O₃为2wt.%的 ZnO-Al₂O₃金属氧化物为溅射靶材,采用射频(RF)磁控溅射的方法,在玻璃衬 底上制备Al掺杂ZnO(AZO)薄膜,研究其场发射特性和导电性能,并分析了不同的退火温度 对AZO薄膜的形貌、导 电及场发射性能的影响。采用原子力显微镜(AFM)及X射线衍射(XRD)对AZO薄膜表面 形貌与结晶特性 进行测试的结果表明,随着退火温度的升高,AZO薄膜的表面粗糙度随之增大,AZO薄膜的结 晶度变好;场发射 性能研究的结果表明,AZO薄膜的开启电场随着退火温度增加呈先减小后增大的趋势,当 退火温度为300℃时, AZO薄膜样品粗糙度最大,场发射性能最好,开启场强为2.8V/μm, 发光均匀性较好,亮度达到650cd/m²,导电 性能最好,电阻率为5.42×10－4 Ω·cm。     

Ar气流量对磁控溅射AZO导电薄膜红外透光性能的影响

采用射频磁控溅射法在超白玻璃衬底上制备出了近红外波段高透光性的AZO透明导电薄膜,用XRD、SEM和发光光度计研究了不同Ar气流量对AZO薄膜的结晶、电学性能和红外透光性能的影响。发现在室温、不同Ar气流量条件下制备出的AZO薄膜在300~1100nm内的透过率相差不大,均大于86%,而在1100~2500nm内透过率变化明显。在Ar气流量为10cm³/min时,制备出的AZO薄膜在1100~2500nm内透过率仅为62.7%,而在Ar气流量增大至40cm³/min时,在1100~2500nm内透过率则增加到86.6%。分析表明,AZO薄膜红外透光性能的增加是因为Ar气流量增大时,薄膜电学性能变差,电阻率增加,载流子浓度下降,对红外波段光的自由载流子吸收减弱。     

薄膜厚度对直流溅射制备AZO薄膜的特性影响

采用直流磁控溅射法,当衬底温度为室温时,在普通玻璃衬底上制备出了低电阻率、高透过率的ZnO:Al透明导电薄膜.研究了薄膜厚度对薄膜结构以及光电特性影响.当薄膜厚度为930 nm,薄膜的光电特性最好,电阻率为4.65×10~(-4)Ω·cm,可见光范围内的平均透过率为85.8%,禁带宽度约为3.51 eV.     

氩氧比对磁控溅射梯度AZO薄膜光电性能的影响

采用磁控溅射法在单晶硅和石英玻璃衬底上制备梯度铝掺杂的氧化锌(AZO)薄膜。利用X线衍射(XRD)、霍尔效应测试和紫外可见光分度计等研究了不同氩氧比(体积比)对梯度AZO薄膜结构和光电性能的影响。结果表明,氩氧比可以改善薄膜的结晶质量,且对电学性能的影响较大。随着氩氧比的增加,晶粒尺寸减小,结晶度稍有下降,薄膜的电阻率却显著降低,当氩氧比为1∶0时,薄膜具有最低的电阻率为6.85×10~(-4)Ω·cm。此外,所有的梯度AZO薄膜在可见光区的透过率均达到80%。     

掺铝氧化锌陶瓷靶材的制备及其薄膜的光学性能

以Al(NO3)3.9H2O和ZnO粉体为原料,采用常压烧结方法制备了高致密度和高导电性的ZnO:Al(AZO)陶瓷靶材。研究了烧结温度对AZO靶材微观结构、相对密度和电性能的影响。当Al和Zn的摩尔比为3:100,烧结温度为1 400℃时,所制AZO靶材的致密度达96%,电阻率为2.5×10–2.cm。以烧结温度为1400℃的AZO陶瓷靶为靶材并通过直流磁控溅射在玻璃基片上制备出了高度c轴择优取向的AZO薄膜,其可见光透过率为90%,禁带宽度为3.63 eV,电阻率为1.7×10–3.cm。     

粉末靶磁控溅射制备AZO/Ag/AZO透明导电薄膜的特性

室温下采用射频磁控溅射粉末靶,在玻璃基底上制备了掺铝氧化锌/银/掺铝氧化锌(AZO/Ag/AZO)三层透明导电薄膜.通过优化中间银层厚度,优化了三层透明导电薄膜的光电性能.采用原子力显微镜和X射线衍射仪分别对薄膜的形貌和结构进行检测分析;采用紫外可见分光光度计和霍尔效应仪分别对薄膜的光电性能进行检测分析.结果表明,所制备的三层膜表面平整,颗粒大小错落均称;三层膜呈现多晶结构,AZO层薄膜具有(002)择优取向的六方纤锌矿结构,Ag层薄膜具有(111)择优取向的立方结构;当三层薄膜为AZO (20 nm) /Ag(12 nm) /AZO (20 nm)时,在550 nm处的透光率为88％,方块电阻为4.3Ω/□,电阻率为2.2×10-5 Ω·cm,载流子浓度为2.8×1022/cm3,迁移率为10 cm2/ (V·s),品质因子为3.5×10-2 Ω-1.     

射频磁控溅射法制备AZO/p-Si异质结及其性能研究

利用射频磁控溅射法,在p-Si衬底上生长了Al掺杂的ZnO(AZO)薄膜,并进而制备了AZO/p-Si异质结。X射线衍射仪、紫外-可见光分光光度计、四探针测试仪和霍尔效应测试仪测量表明,AZO薄膜具有良好的结晶质量、光学和电学特性。暗态下的I-V测试表明,AZO/p-Si异质结具有较好的整流特性,反向饱和电流为1.29×10-6A,±2V处的正向和反向电流之比为229.41,计算得出异质结的理想因子为2.28。在标准光照下AZO/p-Si异质结呈现出明显的光生伏特效应,这种异质结太阳电池具有2.51%的光电转换效率。     

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。     

氧流量对TiO_2薄膜光电性质的影响

采用直流反应磁控溅射法在FTO基底上制备了TiO2薄膜,研究了在不同氧流量条件下TiO2薄膜的拉曼光谱、表面形貌和透射光谱,并将TiO2薄膜用N719染料进行敏化,制备了染料敏化太阳电池,测试了电池的I-V特性曲线。实验结果表明:随着氧流量的增加,电池的短路电流和光电转换效率先增加而后降低,在15cm3时达到最大;薄膜为锐钛矿和金红石的混合晶体结构;氧流量对薄膜的表面形貌影响不大,薄膜都表现出疏松多孔的表面结构。