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。     

同质缓冲层厚度对掺铝氧化锌薄膜性能的影响

室温下,采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备具有同质缓冲层的ZnO∶Al(AZO)薄膜。用X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计、四探针探测仪等对薄膜的结构和光电性能进行了研究。结果表明:当薄膜总厚度为400 nm时,制备具有66 nm同质缓冲层的AZO薄膜的方块电阻为26Ω.□–1,与单层AZO(400 nm)薄膜的方块电阻(63Ω.□–1)相比,下降了59%,其在可见光范围内的平均透过率为91%。     

磁控溅射技术制备织构化表面Al掺杂ZnO薄膜

以Zn-Al(Al:2wt.%)合金为溅射靶材,采用直流反应磁控溅射的方法,在普通玻璃衬底上制备Al掺杂ZnO(AZO)薄膜。通过对衬底温度的调制,在较高衬底温度下(～280℃),无需经过常规溅射后腐蚀工艺过程,即可获得表面形貌具有特征陷光结构的AZO薄膜,其表面呈现"类金字塔"状,粗糙度RMS=65.831nm。通过测试薄膜的结构特性、表面形貌及其光电性能,详细地研究了衬底温度对AZO薄膜性能的影响。X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测试表明,所有样品均为多晶六角纤锌矿结构,薄膜呈(002)晶面择优生长,其表面形貌随衬底温度的不同而改变。衬底温度为200℃及其以上工艺条件下获得的AZO薄膜,在可见光及近红外范围的平均透过率大于90%,电阻率优于1.5×10-3Ωcm。     

大面积ZnO:Al窗口层的制备与研究

采用磁控溅射方法,制备了大面积(300mm×300mm)ZnO:Al薄膜作为CIGS太阳电池的窗口层。设计以电阻率和透过率测试值的标准差乘积作为衡量大面积低阻ZnO窗口层的均匀性标准,确定4mm/s作为衬底与靶材最合适的相对行走速度,并进一步研究工作气压和溅射功率对ZnO:Al薄膜结构、电学特性和光学特性的影响,实现在400～1 200nm波长范围内平均透过率大于85%,电阻率ρ约1.0×10-3Ω.cm。试验结果表明,改善的工艺条件能得到大面积内厚度均匀、光电特性良好的低阻ZnO窗口层。     

缓冲层对太阳电池用ZnO:B薄膜结构及其光电性能的影响

通过优化ZnO缓冲层(buffer layer),有效地改善了由金属有机化学气相沉积(MOVCD)法制备的ZnO:B薄膜的光电特性。结果表明,"富氧"的缓冲层有效增加了ZnO:B-TCO的近红外区域透过率,使其更适应宽光谱薄膜太阳电池的发展要求。经过优化的ZnO:B,"类金字塔"状晶粒尺寸约300～500nm,波长550nm处绒度(haze)为10.8%,薄膜电子迁移率为20.7cm2/Vs,电阻率为2.14×10-3Ω.cm,载流子浓度为1.41×1020cm-3,且在400～1 500nm波长范围内的平均透过率为83%(含2mm厚玻璃衬底)。     

薄膜厚度对ZnO∶Al透明导电膜性能的影响

铝掺杂的氧化锌(ZnO∶Al)透明导电膜是采用射频磁控溅射法在有机衬底(Polypro-pylene adipate, PPA)和Corning 7059玻璃上制备的.详细研究了薄膜的结构性质、光学和电学性质随薄膜厚度的变化关系.制备的ZnO∶Al薄膜具有(002)面的单一择优取向的多晶六角纤锌矿结构,性能优良的薄膜电阻率在两种衬底上分别为2.55×10-3Ω·cm和1.89×10-3Ω·cm,平均透射率达到了80%和85%.     

玻璃和聚酰亚胺衬底上磁控溅射沉积的ZnO:Al透明导电膜的结构、电学和光学性能(英文)

利用射频磁控溅射方法在玻璃和聚酰亚胺膜(PI)衬底上沉积了氧化铝质量分数为2%的掺铝氧化锌透明导电薄膜(ZnO∶Al)。系统地研究了不同衬底材料对薄膜的结构、电学以及光学性能的影响。分析表明,衬底材料对薄膜的结晶性和电学性能有较大的影响,对可见光透射率却影响不大。X射线衍射(XRD)分析得出所有的ZnO∶Al具有良好的c轴择优取向性,在可见光区(400～800nm)两种衬底上的薄膜都达到了85%的透射率。玻璃衬底上的薄膜呈现出更强的(002)衍射峰及相对更小的半峰全宽(FWHM),薄膜电阻率达到了2.352×10-4Ω.cm。电镜分析表明,相对于PI上的ZnO∶Al膜,玻璃上ZnO∶Al膜表面有更致密的微观结构及更大的晶粒尺寸。PI衬底上的ZnO∶Al膜也有相对较好的电、光学性能,其中电阻率达到了6.336×10-4Ω.cm,而且由于PI衬底柔性可弯曲,使得它适于在柔性太阳电池和柔性液晶显示中做窗口层材料及透明导电电极。玻璃上的ZnO∶Al膜则可应用在平板显示和太阳电池技术中。     

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。     

磁控溅射中工艺参数对ZnO:Al薄膜性能的影响

利用射频磁控溅射法采用氧化锌铝(98%ZnO+2%Al2O3)为靶材在普通载玻片上制备了ZAO(ZnO∶Al)薄膜,研究了溅射功率及溅射气压对薄膜晶体结构、电学和光学性能的影响。利用X射线衍射仪、场扫描电镜对薄膜的结构及表面形貌进行了分析,利用分光光度计和电阻测试仪分别测试了薄膜的光电学性能。结果表明:溅射功率为120W、衬底温度为300℃、工作气压为0.5Pa时制得的薄膜具有良好的光电学性能(可见光平均透过率为88.21%、电阻率为8.28×10-4Ω.cm)。     

IWO缓冲层对磁控溅射生长绒面HGZO薄膜性能的影响

研究了W掺In2O3(IWO)缓冲层(buffer layer)对磁控溅射直接生长绒面结构H化Ga掺杂ZnO(HGZO)薄膜的微观结构和光电性能的影响。实验发现,加入IWO缓冲层能够有效地增大薄膜表面粗糙度,提高了薄膜光散射能力,薄膜绒度(550nm波长处)由7.05%提高至18.37%;具有IWO缓冲层的HGZO(IWO/HGZO)薄膜的电学性能稍微提升。通过优化工艺条件,当IWO缓冲层厚为10nm时,生长获得的IWO/HGZO复合薄膜方块电阻为3.6Ω,电阻率为6.21×10-4Ωcm,可见光及近红外区域透过率(400～1 100nm)为82.18%,薄膜绒度(550nm波长处)为18.37%。     

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。     

Studies on morphology,electrical and optical characteristics of Al-doped ZnO thin films grown by atomic layer deposition

Al doped ZnO (AZO) films deposited on glass substrates through the atomic layer deposition (ALD)technique are investigated with various temperatures from 100 to 250 ℃ and different Zn ∶ Al cycle ratios from 20 ∶ 0 to 20 ∶ 3.Surface morphology,structure,optical and electrical properties of obtained AZO films are studied in detail.The Al composition of the AZO films is varied by controlling the ratio of Zn ∶ Al.We achieve an excellent AZO thin film with a resistivity of 2.14 × 10-3 Ω·cm and high optical transmittance deposited at 150 ℃ with 20 ∶ 2 Zn ∶ Al cycle ratio.This kind of AZO thin films exhibit great potential for optoelectronics device application.     

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.     

二氧化锡覆盖层对ITO透明导电薄膜热稳定性的改良

采用射频磁控溅射法在ITO玻璃表面沉积了一层15 nm左右的SnO2薄膜。利用霍尔效应测试仪、四探针电阻测试仪、场发射电子显微镜及紫外–可见–近红外光谱仪分析了所制薄膜的电学性质、表面形貌和光学性质。结果表明,在300~600℃退火后镀有SnO2覆盖层的ITO(SnO2/ITO)薄膜具有相对好的热学稳定性。在600℃退火后,ITO薄膜的方阻和电阻率分别为88.3Ω/□和2.5×10–3.cm,而此时,SnO2/ITO薄膜的方阻和电阻率仅为43.8Ω/□和1.2×10–3Ω.cm。最后,阐述了SnO2覆盖层提高ITO薄膜热稳定性的机制。     

衬底温度对Al2O3掺杂ZnO透明导电薄膜性能的影响

以纯度为99.9％的陶瓷靶(w(ZnO)=98％,w(Al2O3)=2％)为溅射靶材,采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上沉积制备了Al2O3掺杂的ZnO(AZO)薄膜.采用X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)仪等仪器,对AZO薄膜的形貌结构、光电学性能进行了测试,从薄膜生长方式和缺...     

柔性PEN衬底ZnO：Ga薄膜的性能研究

以PEN柔性薄膜作为衬底,采用直流对靶磁控溅射的方法,在室温下制备ZnO：Ga薄膜。研究了不同溅射功率和不同溅射压强下制备出的薄膜表现出不同的光学和电学特性。经过溅射压强和溅射功率的优化,获得薄膜厚约900nm、电阻率为7．72×10^-4Ω·cm和可见光平均透过率超过75％的PEN衬底ZnO：Ga薄膜。将其应用于PE...     

NZO透明导电薄膜的制备及其性能研究

室温下,采用直流磁控溅射法,在玻璃衬底上制备出Nb掺杂ZnO(NZO,ZnO:Nb)透明导电薄膜。研究了靶与衬底之间的距离对NZO薄膜结构、形貌、光学及电学性能的影响。实验结果表明,不同靶基距下制备的NZO薄膜均为c轴择优取向生长,(002)衍射峰的强度随着靶基距的减小而增大。靶基距增大时,薄膜表面逐步趋向平整光滑、均匀致密,薄膜的厚度逐渐减小。在靶基距为60mm时,制备的薄膜厚为355.4nm,电阻率具有最小值(6.04×10-4Ω.cm),在可见光区的平均透过率达到92.5%,其光学带隙为3.39eV。