ZnO-SnO_2透明导电膜的低温制备及性质

在室温下,采用射频磁控溅射法在70 5 9玻璃衬底上制备出Zn O- Sn O2 透明导电薄膜.制备的薄膜为非晶结构,并且薄膜的电阻率强烈地依赖于溅射气体中的氧分压.薄膜的最小电阻率为7.2 7×10 - 3Ω·cm,载流子浓度为4 .3e1 9cm- 3、霍尔迁移率为2 0 .5 cm2 / (V·s) ,在可见光范围内的平均透过率达到了90 % .     

射频磁控溅射法制备SnO_2∶Sb透明导电薄膜的光电性能研究

采用射频磁控溅射法在载波片玻璃衬底上制备了锑掺杂二氧化锡(SnO2∶Sb)透明导电薄膜。利用霍耳效应实验、紫外可见光光谱仪、n(折射率)k(消光系数)d(薄膜厚度)光谱仪对该导电薄膜的光电性能进行了测试。讨论了氧气分压对样品光电性能的影响,增加氧气分压,薄膜的厚度减小、吸收边和截止波长蓝移,光学带隙增大,并且氧气分压对薄膜电阻率、载流子浓度和霍耳迁移率的影响不是线性的,而是存在一个最佳值。当氧气分压为0.10 Pa时,薄膜的光电性能最佳,此时膜厚为399 nm,可见光平均透过率为70%,电阻率为2.5×10-3Ω.cm,载流子浓度为1.2×1021cm-3,载流子霍耳迁移率为2.04 cm2.V-1.s-1,其光电特性已达到了TFT-LCD透明电极的要求。     

MOD法制备掺钐钛酸铋铁电薄膜

利用 MOD法在电阻率为 5～ 6Ω· cm的 n- Si(10 0 )衬底采用旋转甩膜工艺制备了 Sm0 .85Bi3.1 5Ti3O1 2(SBT- 0 .85 )铁电薄膜 ,研究了薄膜的结晶性能和电学性能。结果表明 ,在 70 0°C下退火 1h得到的 Sm0 .85Bi3.1 5Ti3O1 2 薄膜具有良好的铁电、介电和绝缘性能。在± 5 V的范围内 ,电容 -电压 (C- V)曲线记忆窗口宽度为 3.6 V;在室温 10 0 0 k Hz下 ,其介电常数为 4 5 ,介电损耗为 0 .0 4 ;在 3V电压下 ,薄膜的漏电流为 3× 10 - 8A。     

射频磁控溅射法制备SnO2:Sb透明导电薄膜的光电性能研究

采用射频磁控溅射法在载波片玻璃衬底上制备了锑掺杂二氧化锡(SnO2Sb)透明导电薄膜.利用霍耳效应实验、紫外可见光光谱仪、n(折射率)k(消光系数)d(薄膜厚度)光谱仪对该导电薄膜的光电性能进行了测试.讨论了氧气分压对样品光电性能的影响,增加氧气分压,薄膜的厚度减小、吸收边和截止波长蓝移,光学带隙增大,并且氧气分压对薄膜电阻率、载流子浓度和霍耳迁移率的影响不是线性的,而是存在一个最佳值.当氧气分压为0.10 Pa时,薄膜的光电性能最佳,此时膜厚为399 nm,可见光平均透过率为70 %,电阻率为2.5×10-3 Ω·cm,载流子浓度为1.2×1021 cm-3,载流子霍耳迁移率为2.04 cm2·V-1·s-1,其光电特性已达到了TFT-LCD透明电极的要求.     

BiFeO3/Bi4Ti3O12多层铁电薄膜的性能研究

采用sol-gel法在FTO/玻璃底电极上制备了BiFeO3/Bi4Ti3O12多层薄膜。研究了室温下薄膜的结构,铁电和漏电流性质。结果表明,相对于纯的BiFeO3薄膜,BiFeO3/Bi4Ti3O12多层薄膜具有更低的漏电流,表现出较强的铁电性,在4.40×105V/cm的测试电场强度下,剩余极化强度为3.7×10–5C/cm2。在2.00×105V/cm的测试电场强度下,BiFeO3和BiFeO3/Bi4Ti3O12薄膜的漏电流密度分别为10–5和10–7A/cm2。     

高价态差掺杂氧化物透明导电薄膜的研究

在实用的透明导电氧化物 (TCO)薄膜中 ,载流子迁移率主要是受电子与掺杂离子之间散射的限制。如果掺杂离子与氧化物中被替代离子的化合价相差较大 ,每个掺杂离子可以提供较多的自由载流子 ,则使用较少的掺杂量就可以获得足够多的自由载流子 ,而且可以获得较高的载流子迁移率和减少薄膜对可见光的吸收 ,是提高 TCO薄膜性能的一条捷径。采用反应蒸发法制备的掺钼氧化铟(In2 O3:Mo,简称 IMO)薄膜中 ,Mo6 +与 In3+的化合价态相差 3,远大于广泛研究和应用的 TCO薄膜材料 In2 O3:Sn、Sn O2 :F和 Zn O:Al中的价态差。IMO薄膜的电阻率可以低至 1.7× 10 - 4 Ω· cm,对 4μm以上波长红外线的反射率和可见光区域的平均透射率 (含 1.2 mm厚玻璃基底 )都高于 80 % ;载流子迁移率高达 80～ 130cm2 V- 1 s- 1 ,远超过其它掺杂 TCO薄膜 ;但是自由载流子浓度只有 2 .5× 10 2 0～ 3.5× 10 2 0 cm- 3,还有很大的发展空间可以进一步提高性能     

有机衬底SnO2：Sb透明导电膜的研究

采用射频磁控溅射法在有机薄膜衬底上制备出SnO2∶Sb透明导电膜,并对薄膜的结构和光电特性以及制备参数对薄膜性能的影响进行了研究.制备的样品为多晶薄膜,并且保持了纯二氧化锡的金红石结构.SnO2∶Sb薄膜中Sb2O3的最佳掺杂比例为6%.适当调节制备参数,可以获得在可见光范围内平均透过率大于85%的有机衬底SnO2∶Sb透明导电薄膜,其电阻率～3.7×10-3Ω·cm,载流子浓度～1.55×1020cm-3,霍耳迁移率～13cm2·V-1·s-1.     

Pb(Zr0.3Ti0.7)O3热释电薄膜材料研究

利用射频磁控溅射法对0.8Pb(Zr0.3Ti0.7)O3+0.2PbO的陶瓷靶进行溅射,在5英寸的TiOx/Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备出了PZT薄膜.实验表明,PZT薄膜的取向由(111)到(100)的改变可以通过精确控制基片温度来实现.(111)取向的薄膜具有良好的介电、铁电和热释电性能,其剩余极化强度、介电常数、介电损耗、矫顽场和热释电系数分别为20μC/cm2,370,1.5%,130kV/cm和1.1×10-8C/cm2K,该薄膜可望在非制冷红外焦平面探测器阵列中得到应用.     

Pb(Sc1/2Ta1/2)O3铁电薄膜的制备及性能研究

用Pb(CH3COO)2·3H2O、Sc(CH3COO)3·xH2O和C10H25O 5Ta为原材料,乙二醇甲醚为溶剂,用改进的溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SO2/Si基片上成功地制备出ABO3钙钛矿型结构Pb(Sc1/2Ta1/2)O3(PST)铁电薄膜.该薄膜是研制铁电微型致冷器和非致冷热释电红外焦平面阵列的优选材料.对制备出的PST薄膜进行了介电、铁电和热释电性能测试.测试得到在1 kHz下PST薄膜的介电常数为570,介电损耗为0.02.铁电性能良好,剩余板化强度为3.8～6.0 μC·cm-2,矫顽场为40～45 kV·cm-1.热释电系数为4.0×10-4～20×10-4Cm-2K-1.     

中频脉冲磁控溅射制备ZnO:Al透明导电薄膜

采用中频磁控溅射工艺,以2%的Al掺杂的Zn(纯度99.99%)金属材料为靶材制备平面及绒面透明导电ZnO:Al(ZAO)薄膜,系统研究了衬底温度、工作气压和溅射功率等对平面ZAO结构和光电特性的影响,并对湿法腐蚀制备绒面ZAO薄膜进行了介绍。获得了适合太阳电池的高性能薄膜,其电阻率为4.6×10-4Ω·cm,载流子浓度为4.9×1020cm-3,霍尔迁移率为56cm2/V·s,可见光范围内(400~800nm)的平均透过率大于85%。     

现代介质薄膜

介质薄膜是一类重要的电子薄膜。现代常用的介质薄膜种类很多，按其成分可分为无机薄膜、有机薄膜和复合薄膜三类。同一种介质薄膜当制造工艺略有不同时，就会出现性能差别较大的结果，且随着膜厚的减小，这种现象表现得越来越明显。现在介质薄膜的进展可归纳为：（１）成膜技术的提高，其工艺特点是精细、程控和准确；（２）薄膜下限厚度的减小，如陶瓷薄膜已降到１μｍ，大量生产的高分子聚合物薄膜已降至１００ｎｍ；（３）涌现出了不少新型介质薄膜。从８０年代以来兴起了对纳米级介质薄膜的研究热潮     

Co基磁性薄膜的快速循环纳米晶化

采用独特的快速循环纳米晶化技术(RRTA)对直流磁控溅射制备的非晶CoNbZr软磁膜进行纳米晶化。研究了不同的纳米晶化工艺条件下,薄膜的微观结构和软磁性能。结果表明,CoNbZr软磁薄膜晶粒细化到30 nm,RRTA晶化方法可有效地控制CoNbZr薄膜的软磁性能。     

薄膜太阳电池研究综述

薄膜太阳电池是最具发展潜力的新型能源之一,对缓解能源危机、保护人类生存环境提供了一种新的切实可行的方法。综述了目前国际上研究较多的几种薄膜太阳电池的最新进展,包括硅基薄膜(非晶硅、多晶硅)、多元化合物类(碲化镉、铜铟硒、铜铟镓硒、铜锌锡硫等)、有机薄膜太阳电池以及染料敏化太阳电池等。分析并总结了其在成本、转换效率等方面的优劣。为更有效地降低成本及提高电池效率,新技术、新结构的不断创新应该是未来薄膜太阳电池的发展趋势。     

薄膜太阳电池技术发展趋势浅析

低成本、高效率的薄膜太阳电池是未来光伏产业发展的重要方向之一。主要介绍了目前备受关注的薄膜太阳电池,包括硅基薄膜太阳电池、铜铟镓硒与铜锌锡硫薄膜太阳电池,及砷化镓薄膜太阳电池等,简述了它们的各自特点、研究现状、主要技术路线和产业化发展等情况。最后展望了薄膜太阳电池未来的发展趋势。     

薄膜材料与薄膜技术的发展动向

综述了最近几年薄膜技术，特别是几种新型薄膜材料的发展动向。     

ITO／PLZT薄膜湿法刻蚀研究

介绍了一种锆钛酸铅镧(PLZT)基铟锡氧化物(ITO)薄膜的湿法刻蚀法。用V(HCl)∶V(HNO3)∶V(H2O)=50∶3∶50的混合溶液对ITO进行不同温度的刻蚀试验。通过扫描电子显微镜(SEM)和X-射线能谱仪(EDS)分析表明,在35℃经30 nm/min刻蚀能得到图形边缘质量良好和表面无残留物的ITO图形;在同等条件下刻蚀的PLZT薄膜,刻蚀速率不及ITO的2%,表明该刻蚀方法具有良好的选择性。     

多晶硅薄膜的两步激光晶化技术

采用两步激光晶化技术获得了多晶硅薄膜，分析计算了激光晶化时薄膜中的温度分布及表面温度与激光功率密度的关系，利用计算结果并优化了激光晶化时的工艺参数，采用该技术制备了性能优良的顶栅多晶硅薄膜晶体管，测量了薄膜晶体管的转移特性与输入输出特性，从多晶硅薄膜的制备工艺上分析了提高薄膜晶体管性能的原因。     

单腔薄膜梳状滤波器的特性研究

用特征矩阵法研究了单腔薄膜梳状滤波器的梳状滤波特性,结果表明:当腔两边的薄膜的周期数为6时,单腔薄膜梳状滤波器就有很好的梳状滤波功能;当腔两边的薄膜的厚度增大时,梳状峰的位置向长波方向移动,梳状峰的间距增大,梳状峰的个数减少;当腔的厚度(或折射率)增大时,梳状峰的间距减小,梳状峰的个数增多,特别是当腔的厚度大到一定程度后,单腔薄膜梳状滤波器也能满足密集波分复用的要求。     

银基复合透明导电薄膜作为薄膜太阳能电池前电极的研究

提出采用超薄银薄膜和具有陷光结构的薄TCO薄膜组成的复合膜层作为薄膜太阳能电池前电极,有效利用了超薄银膜的高电导性、高透过性,并解决了单银膜无法制作陷光结构以及在产业化生产过程中存在的激光选择性刻划问题。实验采用直流磁控溅射法在9个不同厚度的SnO2：F薄膜导电玻璃上制备方阻为3/,透过率为89%,厚度为10-15nm的超薄银膜构成前电极,并采用相同的工艺制作成单节的非晶硅薄膜太阳能电池组件,结果表明,方阻为80/的SnO2：F薄膜与超薄银膜构成的前电极能获得最佳的非晶硅薄膜太阳能电池输出性能,相比于普通的非晶硅薄膜太阳能电池输出功率提升了4%。     

SnO2薄膜的脉冲激光沉积

采用脉冲激光沉积技术制备了ＳｎＯ２薄膜。Ｘ射线衍射结构分析表明薄膜为非晶态。在６００℃温度下退火后，由非晶薄膜转变为多晶薄膜。研究了多晶ＳｎＯ２薄膜的光电特性。在４００ｎｍ至７００ｎｍ的可见光范围内，其透过率保持在７０％到９０％。电阻率为１．９×１０－１Ωｃｍ。