低温制备透明SnO2:F薄膜的光电性研究

SnO2：F透明导电薄膜是一种广泛用于显示技术和能量转换技术的重要材料。本文在超声喷雾热解成膜技术基础上,对沉积装置进行了改进,同时对反应液配方进行了优化,在较低温度制备出透明SnO2：F导电薄膜。用XRD、UV／Vis、SEM、原子力显微镜分析测试方法对沉积薄膜的结构、形貌和光学、电学性质进行了研究。结果表明,在360℃积温度下制备的SnO2：F薄膜,其方块电阻为4．7Ω,(200)面择优取向明显,薄膜晶粒均匀,表面形貌有所改善,透明度有所提高。     

衬底温度对超声喷雾法制备大面积绒面SnO_2:F薄膜特性影响的研究

详细研究了衬底温度对超声喷雾热分解工艺制备的大面积绒面SnO2:F薄膜的影响和薄膜微结构与薄膜电学、光学性能之间的关系。试验曲线和SEM图的研究结果表明,将衬底温度从370℃提高到470℃以上薄膜结晶程度大大提高,晶粒尺寸明显增大;温度在470℃左右绒度达到13%。文章同时对超声喷雾热分解工艺制备大面积绒面SnO2:F薄膜做了工艺探索,并将实验制得的薄膜用于制备非晶硅薄膜电池,其效率达到了6.46%。     

喷镀热解制备SnO2：F透明导电热反射膜

SnCl_4·5H_2O和SnF_2的水溶液经超声振荡雾化后喷射到高温平板玻璃衬底上热解形成掺氟二氧化锡(记作SnO_2∶F)透明导电热反射膜。喷镀时的衬底温度对膜的微观结构起决定作用。衬底温度300℃时形成非晶膜,高于400℃时形成多晶膜且结晶度随衬底温度升高而提高。结晶度高的多晶膜导电率达10~3Ω~(-1)cm~(-1),镀有多晶膜的玻璃对可见光(0.3～0.8μm)的透过率比未镀膜的玻璃仅减少10％左右,而红外(2～10μm)反射率比未镀膜的玻璃提高近4倍。膜的这种电学和光学特性与结晶程度有明显的对应性。     

SnO2薄膜的湿敏效应

报道了用喷雾热分解法在不同温度下制备二氧化锡薄膜,发现其在３２５℃时已晶化,得到四方相多晶ＳｎＯ２。这种薄膜具有明显湿敏效应。测量表明,较高湿度区阻值随湿度变化近似线性,从高湿到低湿平均为每上升１％ＲＨ,阻值下降８．８π,响应速度小于１分钟,阻值恢复较容易。     

纳米晶SnO2薄膜的结晶特性

采用磁控溅射技术，使用混合气体Ar和O2，在衬底温度为150-400℃的耐热玻璃基片上制备了纳米晶SnO2：Sb透明导电薄膜，通过测定X射线衍射谱，表明薄膜择优取向为[110]和[211]方向，测量了SnO2：Sb薄膜的结晶特性随衬底温度变化以及纳米晶SnO2薄膜FE—SEM表面及断面形貌。     

SnO2-x透明导电薄膜的制备及其导电性能研究

以金属有机化合物(MO)四甲基锡[Sn(CH3)4]为源物质,采用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD),在玻璃片上制备了SnO2–x薄膜。并用XRD、AFM等对样品进行分析。结果表明,氧气与四甲基锡(氮气携带)流量比为10:6,衬底温度为150℃,淀积时间为2h制备的薄膜表面平整,方块电阻大约为36.5?/□,紫外–可见光透射率在90%以上。     

纳米晶SnO2薄膜的结晶特性

采用磁控溅射技术,使用混合气体Ar和O2,在衬底温度为150～400℃的耐热玻璃基片上制备了纳米晶SnO2∶Sb透明导电薄膜,通过测定X射线衍射谱,表明薄膜择优取向为[110]和[211]方向.测量了SnO2∶Sb薄膜的结晶特性随衬底温度变化以及纳米晶SnO2薄膜FE-SEM表面及断面形貌.     

纳米晶SnO2薄膜的结晶特性

采用磁控溅射技术,使用混合气体Ar和O2,在衬底温度为150～400℃的耐热玻璃基片上制备了纳米晶SnO2∶Sb透明导电薄膜,通过测定X射线衍射谱,表明薄膜择优取向为[110]和[211]方向.测量了SnO2∶Sb薄膜的结晶特性随衬底温度变化以及纳米晶SnO2薄膜FE-SEM表面及断面形貌.     

热氧化法制备SnO2纳米晶的HREM研究

二氧化锡半导体材料,因其高电导率、在可见光区的高透明度、以及较好的热稳定性和化学稳定性,使其具有广泛的用途.它可以用作太阳能电池、光电感应器件等,而最重要的应用就是用作气敏传感器的原材料[1].在气相沉积法制备的SnO2薄膜中,混合相(SnO-SnO2)比SnO2单相表现出更好的气敏性[2].     

Cu/Sb掺杂SnO2纳米晶薄膜的H2S气敏特性

以SnCl2·2H2O、CuCl2·2H2O、SbCl3和无水乙醇为原料,采用sol-gel浸渍提拉法(sol-geldip-coatingmethod,SGDC)制备了纳米晶气敏薄膜。在多个工作温度和气体浓度下测试了薄膜对H2S的气敏特性。结果表明:r(Cu:Sb:Sn)为1:5:100,工作温度为140℃时,薄膜对H2S有很好的灵敏度和选择性,敏感浓度下限可达0.7×10–6。     

SnO2的含量对ITO透明导电薄膜结构和光电特性的影响

阐述了射频磁控溅射方法制备的柔性衬底ITO透明导电膜的结构和光电特性与靶材中SnO2含量的关系.ITO靶材中In2O3掺杂SnO2最佳比例(质量比)为7.5%,制备薄膜的霍耳迁移率为89.3 cm2/(V·s),电阻率为6.3×10-4Ω·cm,在可见光范围内相对透过率为85%左右,随着靶材中SnO2含量增大,薄膜的光学带隙展宽.用不同掺杂比例的靶材制备的薄膜均为多晶纤锌矿结构,掺杂比例增大,样品的晶格常数变大,晶格畸变明显.     

超微粒SnO2薄膜元件气敏特性研究

用射频磁控反应溅射法在Si基片上沉积SnO2超微粒薄膜,借集成电路技术制成气敏元件,并用RQ—1型气敏特性测试仪在动态配气系统中测试其气敏特性。结果表明:烧结体SnO2元件的气敏效应出现在300℃以上,而该元件的气敏效应则出现在90℃以下,有利于降低功耗;在80~90℃时,该元件对H2的灵敏度比C2H5OH和CH4高出2~3个数量级,对CO和LPG几乎不敏感。因此可用作在低温条件下工作的薄膜化、集成化、高性能的H2传感器。     

聚酰亚胺衬底掺Sb的SnO_2透明导电膜的制备

用射频磁控溅射法在聚酰亚胺衬底上制备出了相对透过率为80%左右、最小电阻率为3.710-3 W·cm、附着良好的SnO2∶Sb透明导电膜。 靶材中Sb2O3的最佳掺杂量为6%(质量分数),最佳溅射压强为1 Pa(90%Ar+10%O2)。制备的样品为多晶薄膜,并且保持了二氧化锡的金红石结构,具有明显的[110]的趋向。并讨论了薄膜的结构和光电特性随衬底温度的变化。     

磁控反应溅射制备的SnO2多晶薄膜及其特性

采用反应磁控溅射制备了高阻SnO2薄膜.利用X射线衍射、透射光谱、霍尔效应、暗电导温度关系等方法研究了退火对薄膜的结构、光学和电学性质的影响.发现在510℃退火1h后,SnO2薄膜从非晶态转变为四方相结构的多晶薄膜,光能隙在3.79 eV和3.92 eV之间,电阻率为8.5Ω·cm,电导激活能约为0.322 eV.研究结果表明,此方法制备的SnO2高阻膜适合作为过渡层应用于CdTe太阳电池中.     

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.     

Combinatorial Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition of F:TiO2; the Relationship between Photocatalysis and Transparent Conducting Oxide Properties

Combinatorial atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD) is used to deposit anatase TiO₂ with a graded level of F‐doping between 1.10 ≤ F:Ti (at%) ≤ 2.57 from the reaction of titanium tetrachloride, ethyl acetate and trifluoroacetic acid at 500 °C on glass. The photocatalytic activity and electrical resistivity of 200 allotted positions across a grid are screened using high‐throughput techniques. A blue region of film is singled out for containing the lowest electrical resistivities of any previously reported doped or undoped TiO₂‐based system formed by APCVD (ρ ≈ 0.22–0.45 Ω cm, n = 0.8–1.2 × 10¹⁸ cm^?3, μ = 18–33 cm² V^?1 s^?1). The blue region contains a lower fluorine doping level (F:Ti ≈ 1.1–1.6%, E_bg ≈ 3.06 eV) than its neighboring colorless region (F:Ti ≈ 2.3–2.6%, E_bg ≈ 3.15–3.21 eV, ρ ≈ 0.61–1.3 Ω cm). State‐of‐the‐art hybrid density functional theory calculations were employed to elucidate the nature of the different doping behaviors. Two distinct fluorine doping environments were present. At low concentrations, F substituting for O (F_O) dominates, forming blue F:TiO₂. At high concentrations, negatively charged fluorine interstitials (F_i^?1) begin to dominate, forming transparent F:TiO₂.     

磁控溅射法制备SnO2-CuO薄膜及其气敏特性研究

用直流磁控溅射法分别在Si及陶瓷管上制备掺有CuO的SnO2纳米薄膜,并用马弗炉进行500 ℃和700 ℃的退火处理.利用气敏测试系统对各样品进行气敏特性测试,500 ℃退火的样品对几种被测气体基本都有较高的灵敏度,且随着工作温度的提升,气敏特性下降.700 ℃退火的样品对乙醇具有很好的选择性,表现较好的灵敏度,当最佳工作电压为6.5 V时,在乙醇气体小注入条件下,对样品的测试体现了样品良好的气敏特性.     

退火温度对Ga掺杂SnO_2薄膜结构和光致发光特性的影响

利用电子束蒸镀在石英玻璃上制备出Ga掺杂的SnO_2(SnO_2∶Ga)薄膜。结合X射线衍射仪、原子力显微镜、紫外-可见-近红外分光光度计和光致发光谱,研究了不同退火温度对薄膜的结构与发光特性的影响。研究结果表明:当退火温度超过500℃,薄膜呈现四方金红石结构,随着退火温度的提高,晶粒尺寸增大,薄膜的禁带宽度变宽,发光强度逐渐增加,成功制备出发蓝紫光的SnO_2∶Ga薄膜。薄膜样品在700℃下退火后光致发光强度显著增强,这是因为随着退火温度的升高,SnO_2∶Ga薄膜的非辐射中心减少,有利于发生辐射复合。