直流反应溅射制备ZnO：Al透明导电薄膜

本对直流反应溅射法制备ZnO:Al薄膜的工艺作了具体分析，探讨了氧分压、Al含量、溅射功率和靶基距等对ZnO:Al薄膜的电学、光学性能的影响。     

掺杂ZnO透明导电薄膜研究进展

ZnO基透明导电薄膜是近年来研究的一个热点。总结了近年来掺杂ZnO薄膜,主要有Al掺杂、Ga掺杂、In掺杂和Zr掺杂的一些研究进展,并在此基础上对掺杂ZnO透明导电薄膜的发展进行了展望。     

磁控溅射法制备掺杂ZnO透明导电薄膜及其研究进展

磁控溅射技术以其显著的优点已成为工业镀膜主要技术之一。充分发挥磁控溅射镀膜技术的现有优势,寻找新的增长点,成为近年来人们研究的热点。介绍了磁控溅射镀膜技术的原理、特点;总结了近来磁控溅射法制备掺杂ZnO薄膜,主要是Al掺杂、Si掺杂、Al-H共掺杂ZnO薄膜的研究进展。并在此基础上对掺杂ZnO透明导电薄膜的发展趋势进行了展望。     

倾斜磁控溅射低温沉积ZnO∶Al薄膜及其光电性能的研究

利用直流-射频共溅射法在玻璃基底上低温制备了系列掺铝氧化锌(ZAO)透明导电薄膜。研究了低温溅射过程中倾斜溅射靶偏角对样品电学性能、紫外-可见-近红外光区透过率、X射线衍射谱及薄膜表面形貌的影响。结果表明,室温条件下制备的ZAO薄膜具有(002)择优取向,当靶偏角为23°时,薄膜方块电阻最低,可达17Ω/□,电阻率为2.2×10-3Ω·cm,可见光平均透过率在85%以上,最高可在95%以上。紫外截止和近红外反射效果明显。     

Pr掺杂对ZnO透明导电薄膜光电性能的影响

采用溶胶-凝胶法在石英玻璃基片上制备出了Pr掺杂ZnO透明导电薄膜,研究了Pr掺杂对ZnO透明导电薄膜结构、形貌、光学和电学性能的影响。实验结果表明,Zn1-xPrxO薄膜均为纤锌矿结构,当Pr掺杂含量为1%时,Zn1-xPrxO薄膜的结晶质量最好、可见光平均透过率最高、电阻率最低,具有最佳的光电综合性能。     

Sol-Gel法制备ZnO:Al透明导电薄膜

采用Sol-Gel工艺在普通载玻片上制备出C轴择优取向性、高可见光透过率以及高电导率的Al3+离子掺杂的ZnO透明导电薄膜.利用SEM、XRD等分析手段对薄膜进行了表征.研究结果表明:所制备的薄膜为纤锌矿型结构,表面平整、致密.通过标准四探针法及UVS透射光谱详细研究了Al3+离子掺杂的ZnO薄膜的电学与光学性能.实验发现,当Al3+离子掺杂浓度为0.8%时,前处理温度为400℃,退火温度为550℃,真空退火温度为550℃时,薄膜具有较好的导电性,电阻率为3.03× 10-3Ω@cm,其在可见光区的透过率超过80%.     

退火温度对ZnO:Al透明导电薄膜结构和性能的影响

采用溶胶-凝胶法(sol-gel)在普通载玻片上制备了ZnO∶Al薄膜,在200～600℃下退火.利用XRD、紫外-可见光-近红外分光光度计和电阻测试仪等分析方法研究了不同退火温度对薄膜结构和光电性能的影响.结果表明,退火温度在300℃以上,薄膜开始结晶,400℃以上,薄膜出现明显结晶,且沿(002)方向择优取向,随着退火温度升高,(002)峰的强度逐渐增强,晶粒尺寸逐渐增加;薄膜在可见光范围内的透过率均＞85%以上,退火温度高的薄膜在可见光范围内的透过率明显提高,光学带隙在3.32～3.54eV,且随着温度的升高而降低;薄膜的电阻率随退火温度的增高而有所降低,但是仍较高,在103俜cm量级.     

氩气压强对直流磁控溅射法制备ZnO:Nb透明导电薄膜性质的影响

室温下,利用直流磁控溅射法在玻璃衬底上制备了铌掺杂氧化锌(NZO)薄膜,研究了溅射压强(2～12 Pa)对薄膜结构、残余应力、表面形貌及其光电性能的影响.X射线衍射测量结果表明,所有样品都具有c轴择优取向的六角纤锌矿多晶结构,薄膜应力随压强的增大而减小.扫描电镜表明,随着溅射压强的增大,薄膜表面逐步趋向平整光滑、均匀致密.当溅射压强为10 Pa时,制备的ZnO∶Nb薄膜的最低电阻率可达3.52× 10-4 Ω·cm,残余应力为-0.37 GPa.压强由2Pa增大到12 Pa时,光学带隙由3.29eV增大到3.43 eV.紫外-可见透射光谱表明,所有薄膜在可见光范围内平均透过率均超过87％.     

RF反应溅射条件对ZnO透明导电薄膜的影响

ＺｎＯ薄膜是具有多种特性的功能薄膜。采用ＲＦ磁控反应溅射的方法可制备出较高质量的ＺｎＯ透明导电薄膜。该薄膜的电阻率为７．５×１０－３Ωｃｍ；可见光透射率约为８５％；载流子浓度为５．７×１０１９ｃｍ－３；霍尔迁移率为５．９９ｃｍ２／ｖ·ｓ。影响ＺｎＯ透明导电薄膜性能的因素很多，但是溅射用的靶体材料，反应溅射时的温度控制以及反应的氧气氛的控制尤为重要，实验表明使用掺有３．０ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３的ＺｎＯ靶，基片温度控制在３００℃，氧氩比为１∶１０能制备出性能比较好的透明导电薄膜。本文对这三方面的影响进行实验并讨论了有关结果。     

ZnO：Al透明导电薄膜的研制

介绍用直流平面磁控溅射方法制备掺铝的氧化锌透明并研究了其特性，阐述了金属氧化物透明导电薄膜研究的发展情况及其应用前景，并讨论了氧化锌掺铝薄膜的优点。介绍了ＺｎＯ：Ａｌ薄膜的制备情况：靶的制备及薄膜的制备过程，测量了薄膜的光电特性，包括透射比，折射率，消光系数，方块电阻，电阻率，载流子浓度和迁移率等参数，并分析了各种实验条件对薄膜性能的影响。     

透明导电氧化锌薄膜的制备

简单回顾了透明导电氧化锌薄膜的发展历程，着重介绍了各种氧化锌薄膜的制备方法和各自的优缺点，以及改进方案和在实际生产中的应用，分析了透明导电氧化锌薄膜存在的问题和解决问题的思路，最后对于氧化锌这种极具替力的材料进行了展望。     

Ga-Ti共掺杂ZnO透明导电薄膜的微观结构和光电性能研究

采用磁控溅射方法在玻璃基片上制备了Ga-Ti共掺杂ZnO(GTZO)透明导电薄膜,通过XRD、四探针仪和分光光度计测试,研究了氩气压强对GTZO薄膜光电性能和晶体结构的影响。结果表明:所有GTZO薄膜均为(002)择优取向的六角纤锌矿结构,其光电性能和晶体结构与氩气压强密切相关。当氩气压强为0.4Pa时,GTZO薄膜具有最大的晶粒尺寸(85.7nm)、最小的压应力(-0.231GPa)、最高的可见光区平均透射率(86.1%)、最低的电阻率(1.56×10-3Ω·cm)和最大的品质因子(4.28×105Ω-1·cm-1),其光电综合性能最佳。另外,采用光学表征方法计算了薄膜的光学能隙和折射率,并利用有效单振子理论对折射率的色散性质进行了分析,获得了GTZO薄膜的色散参数。     

脉冲激光沉积ZnO及其掺杂薄膜的研究

本文用脉冲激光沉积（PLD）法在SiO2基片上制备了ZnO薄膜和Zn1-xMnxO薄膜。X射线衍射、原子力显微镜、紫外-可见分光光度计对ZnO薄膜的测试结果表明：薄膜具有（103）面的择优取向，表面比较平坦；SiO2基片上制备的薄膜在387nm附近存在明显的吸收边，且薄膜的吸收对基片温度变化不明显。通过对Zn1-xMnxO薄膜的吸收光谱分析得出：Mn离子的掺杂改变了ZnO薄膜的禁带宽度，随Mn离子的掺杂量的增加，薄膜禁带宽度增加；薄膜的光吸收也从直接跃迁过渡为间接跃迁过程。     

掺钼氧化锌透明导电薄膜光学性质研究

采用直流磁控反应溅射制备了掺钼氧化锌透明导电薄膜。研究了掺钼氧化锌薄膜的结构、表面形貌及其光学和电学性能。原子力显微镜扫描显示薄膜表面较为平整致密。制备出的掺钼氧化锌薄膜最低电阻率为9.4×10-4Ω.cm,相应载流子迁移率为27.3cm2V-1s-1,载流子浓度为3.1×1020cm-3。在可见光区域的平均透射率大于85%,折射率(550nm)为1.853,消光系数为7.0×10-3。通过调节氧分压可以调节薄膜载流子浓度,禁带宽度随载流子浓度的增加由3.37增大到3.8eV,薄膜的载流子有效质量m*为0.33倍的电子质量。     

等离子体化学气相法沉积金刚石薄膜

本文介绍和评述了化学气相沉积法制备人造金刚石薄膜及其进展。重点评述了反应机理、发展历史、沉积方法、补底材料、检测手段。论述了有利于形成立方晶系金刚石材料的沉积条件。     

p型ZnO薄膜的研究进展

ZnO材料以其优良的光电特性和相对低廉的成本而倍受人们的青睐,但是要获得高质量的p型ZnO薄膜难度极大,这已成为阻碍ZnO基光电器件走向实用化的主要障碍。综述了p型ZnO薄膜掺杂面临的困难、p型ZnO掺杂理论进展及实现p型ZnO薄膜的各种掺杂方法,并对p型ZnO薄膜的各种制备工艺方法进行了概括和比较,最后指出了提高p型ZnO薄膜质量的努力方向。     

退火对ZnO/Cu/ZnO透明导电薄膜性能的影响

室温下利用磁控溅射制备了ZnO/Cu/ZnO透明导电薄膜,采用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、霍尔效应测量仪和紫外-可见分光光度计研究了薄膜的结构、形貌、电学及光学等性能与退火温度之间的关系。结果表明:退火前后薄膜均具有ZnO(002)择优取向,随着退火温度的升高,薄膜的晶化程度、晶粒粒径及粗糙度增加,薄膜电阻率先降低后升高,光学透过率和禁带宽度先升高后降低。150℃下真空退火的ZnO/Cu/ZnO薄膜的性能最佳,最高可见光透光率为90.5%,电阻率为1.28×10-4Ω·cm,载流子浓度为4.10×1021cm-3。