多组分掺杂ZnO陶瓷薄膜的射频磁控溅射法制备及表征

采用传统陶瓷烧结工艺,制备了直径为50mm,厚度为3 mm的Bi2O3、Sb2O3、CO2O3、Cr2O3、MnO2掺杂的ZnO陶瓷靶,采用所制备的ZnO陶瓷靶和射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上成功制备出了ZnO陶瓷薄膜,并研究了溅射功率和退火温度对ZnO陶瓷薄膜的微观结构和表面形貌的影响.结果表明:随着溅射功率...     

溅射氩气压对射频磁控溅射制备ZnO∶Al薄膜性能的影响

采用磁控溅射方法在玻璃衬底上使用掺杂3%(质量分数)Al2O3的ZnO陶瓷靶材制备出了掺铝氧化锌(ZnO∶Al,AZO)透明导电薄膜。分别用XRD、SEM、四探针测试仪、紫外-可见分光光度计对薄膜的性能进行了表征和分析。研究了溅射过程中不同氩气压强(0.3~1.2Pa)对薄膜结构、形貌及光电性能的影响。XRD测试结果表明,所制备的薄膜均具有呈c轴择优取向的纤锌矿结构。当氩气压强为0.3Pa时,AZO薄膜的电阻率最低为6.72×10-4Ω·cm。所有样品在可见光波段的平均透过率超过85%。     

磁控溅射制备银掺杂ZnO薄膜结构及光电性质研究

利用磁控溅射法在玻璃衬底上制备了银掺杂ZnO薄膜,通过改变制备条件生长了一系列样品,样品退火后呈现P型导电特性.测量了样品的结构特性、光学性质和电学性质,实验表明薄膜厚度与淀积时间、溅射功率分别呈近似线性关系;薄膜晶体质量随溅射功率、背景气压的增加而降低;退火过程是银元素形成受主的重要环节,且退火能有效提高薄膜晶体质量,改善薄膜的光学性质和电学性质.分析了这些影响的机理和来源.     

双靶反应磁控共溅射制备Al掺杂ZnO薄膜及其光电性能

采用双靶反应磁控共溅射法在Si（100）和载玻片衬底上制备了Al掺杂ZnO（ZAO）薄膜,利用X射线衍射仪（XRD）、原子力显微镜（AFM）、荧光分光光度计、紫外可见光分光光度计,四探针测试仪等手段对薄膜进行表征,研究了Al掺杂对ZnO薄膜结构和光电性能的影响。结果显示,Al掺杂未改变ZnO的晶体结构,ZAO薄膜沿（002）晶面生长,具有单一的紫光发射峰,在可见光区透过率大于80%,当Zn靶和Al靶溅射功率分别为100 W和20W时,ZAO薄膜的电阻率为8.85×10-4W.cm,表明利用双靶反应磁控共溅射法制备的ZAO薄膜具有较好的光电性能。     

用铝丝掺杂溅射ZnO薄膜的光电性能研究

本文采用射频磁控反应溅射法于常温下在硅片和玻璃基片上制备ZnO和掺铝ZnO薄膜,将铝丝置于ZnO靶材上共同溅射来达到掺杂的效果,利用不同长度的铝丝以获得不同的掺杂量。通过X射线衍射法对薄膜进行结构分析,利用紫外-可见分光光度计获得薄膜的透过率光谱,霍尔效应仪测量薄膜的电学性能。发现所制备的样品在可见光区域透过率达到80%以上,达到了透明膜的要求;掺Al后的ZnO膜电阻率最低达到了4.25×10-4Ω·cm;结构表征发现样品的(002)晶面有明显衍射峰。基于包络线方法通过透射谱拟合计算了薄膜样品的折射率和厚度。     

ITO上磁控溅射ZnO薄膜及其光电性质

在ITO(In2O3:Sn)衬底上射频溅射ZnO薄膜,研究了射频溅射功率对ZnO薄膜的晶体结构,表面形貌及光学透过率的影响.结果表明,随着射频功率的提高,沿(002)方向生长的ZnO薄膜的结晶度显著增强,薄膜的表面颗粒略有减小,表面粗糙度由13.13 nm降低到5.06 nm.在300～400 nm波长范围内薄膜的光学透过率随着射频功率的增加而降低.在双层薄膜中空间内建电场的存在有助于光生电子和空穴有效地分离,使ZnO/ITO双层薄膜具有较强的光电响应能力,光电流达14μA.     

射频磁控溅射制备Mn掺杂ZnO薄膜的结构与光学性能

采用反应射频磁控溅射方法制备Zn1-xMnxO薄膜(0≤x≤0.25),并在不同温度下进行退火处理.通过原子力显微镜、薄膜X射线衍射、透射电子显微镜和透射光谱对薄膜的成分、表面形貌、微结构和光学性质进行了研究.结果表明,薄膜结晶质量明显地依赖于掺杂Mn元素的浓度,所有薄膜都表现了沿(002)晶面方向择优取向生长,当Mn...     

氧掺杂对磁控溅射ZAO薄膜性能的影响

通过磁控溅射氧化铝锌陶瓷靶材的方法在玻璃基片上制备ZAO薄膜,研究了不同氧掺杂量对于ZAO膜电学及光学性能的影响,使用X射线衍射仪衍射分析了薄膜相结构,使用四探针方阻仪测试薄膜的方阻,采用紫外可见分光光度计测试薄膜透过率。结果表明:在通入较低氧分量时对ZAO薄膜结晶性能及光电性能没有太大的影响,但随着氧分量的增加ZAO薄膜性能急剧下降。     

直流磁控溅射制备ZAO透明导电薄膜及性能研究

运用直流磁控溅射法,采用ZAO陶瓷靶材(Al2O3相对含量2%(质量分数)),结合正交实验表通过改变制备工艺中的基片温度、溅射功率、氧流量百分比等参数,在普通玻璃衬底上制备得到ZnO∶Al(ZAO)透明导电薄膜。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光分光光度计、四探针测试仪对样品的晶体结构、表面形貌、光电性能进行表征分析。通过正交分析法得出直流磁控溅射法制备ZAO薄膜的最佳组合工艺为基片温度200℃,溅射功率40W,氧流量百分比20%,退火温度400℃,获得薄膜样品最低方块电阻11Ω/□,薄膜具有最好的发光性能,适合作为薄膜太阳电池的透明导电电极。     

室温下射频磁控溅射制备ZnO∶Al透明导电薄膜及其性能研究

采用射频磁控溅射技术,在室温下,以ZnO∶Al203(2％Al2O3(质量比))为靶材,在石英玻璃基底上,采用不同工艺条件制备了ZnO∶Al(AzO)薄膜.使用扫描电子显微镜观察了薄膜的表面形貌,X射线衍射分析了薄膜的结构,四探针测量仪得到薄膜的表面电阻,轮廓仪测量了薄膜厚度,并计算了电阻率,最后采用分光光度计测量了薄膜的透过率;研究了溅射功率、溅射气压与薄膜厚度对薄膜电阻率及透过率的影响.结果表明:所制备的AZO薄膜具有(002)择优取向,并且发现薄膜厚度对薄膜的光电性能有明显影响,溅射气压和溅射功率对薄膜电学性能有较大影响,但是对薄膜透过率影响不大.当功率为1kW、溅射气压0.052 Pa、AZO薄膜厚度为250nm时,其电阻率为8.38×10-4Ω·cm,波长在550 nm处透过率为89％,接近基底的本底透过率92％.当薄膜厚度为1125 nm时薄膜的电阻率降至最低(6.16×10-4 Ω·cm).     

ZnO陶瓷靶制备及其薄膜 RF溅射工艺研究

利用固相反应制备了直径为70mm,厚度为10-15mm高质量掺杂Li2CO2的ZnO陶瓷靶材,实验了不同摩尔浓度的Li+掺杂对靶材性能的影响,确定了最佳Li+掺杂量为2．2mol％,同时通过在不同温度烧结实验、不同成型压力实验确定了ZnO靶材制备的最佳工艺,并采用所制备的ZnO-Li2.2％陶瓷靶和RF(射频磁控)技术在Si(100)、玻璃(载玻片)、及Pt(111)／Ti／SiO2／Si(100)基片上制备出高度c轴(002)择优取向的ZnO薄膜,其绝缘电阻率ρ为4．12×108Ω·cm,达到了声表面波器件(SAW)的使用要求．     

射频磁控溅射ZnO多晶薄膜的制备及其荧光光谱

用射频磁控溅射方法在未进行人为加热的石英玻璃衬底上，生长了良好c轴择优取向的ZnO多晶薄膜。研究了该ZnO薄膜的晶粒大小与其荧光光谱的关系，发现369nm的本征峰和406nm的缺陷峰随着薄膜晶粒的增大晶界应力的增加而出现红移，但469m的缺陷峰峰位却基本保持不变，并对各峰的形成和强度大小的变化规律作出了相应的解释。     

射频反应磁控溅射制备低辐射薄膜

采用射频反应磁控溅射法制备了低辐射薄膜.对低辐射膜的薄膜结构的设计和测试结果表明：较合适的膜层结构是空气/二氧化钛/钛/银/二氧化钛/玻璃基片的多层结构.用扫描电镜分析了保护层钛层的作用,研究表明：银膜很容易氧化失效,失去反射红外紫外光作用,在表面镀覆钛保护层可以很好地保护银,避免银氧化,从而提高使用寿命.用分光光度计测试样品的透射率,当保护层钛层厚度为1 nm时,相应的膜系在可见光区（380 nm～780 nm）,最高透射率可达82.4%,平均透射率是75%;在近红外区（780 nm～2500 nm）的平均透射率为16.2%,可以满足建筑物幕墙玻璃等低辐射膜的要求.     

Ar Pressure Dependence of the Properties of Molybdenum-doped ZnO Films Grown by RF Magnetron Sputtering

Transparent conducting oxide film of molybdenum-doped zinc oxide （MZO） with high transparency and relatively low resistivity was prepared by RF （radio frequency） magnetron sputtering at room temperature. The structural, electrical, and optical properties of the films deposited under different Ar pressure were investigated.XRD （X-ray diffraction） patterns show that the nature of the films is polycrystalline with a hexagonal structure and a preferred orientation along the c-axis. The resistivity increases as Ar pressure increases. The lowest range exceeds 88% for all the samples. The optical band gap decreases from 3.27 to 3.15 eV with increasing Ar pressure from 0.6 to 3.0 Pa.     

Ar流量对磁控溅射制备Al掺杂ZnO薄膜的影响

Al掺杂ZnO(AZO)具有电导率高、光学透射率高的优点,且原料来源丰富、制备成本低廉,被认为是最有应用潜力的透明导电薄膜.本文利用射频磁控溅射制备30 cm×30 cm尺寸大面积AZO薄膜,研究了气压恒定时,Ar流量对薄膜晶粒生长机制、电学和光学性能的影响.结果表明,AZO薄膜晶粒均表现出垂直基片方向的c轴择优取向生...     

RF溅射稀土掺杂ZnO薄膜的结构与发光特性

通过射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备了未掺杂和La、Nd掺杂ZnO薄膜.XRD分析表明,ZnO薄膜具有c轴择优生长,La、Nd掺杂ZnO薄膜为纳米多晶薄膜.AFM观测,La、Nd掺杂ZnO薄膜表面形貌较为粗糙.从薄膜的室温光致光谱中看到,所有薄膜都出现了395 nm的强紫光峰和495 nm的弱绿光峰,La掺杂ZnO薄膜的峰强度增大,Nd掺杂ZnO薄膜的峰强度减弱,分析了掺杂引起PL峰强度变化的原因.     

溅射气压对直流磁控溅射ZnO:Al薄膜的影响(英文)

采用直流磁控溅射法在玻璃基片上沉积ZnO:Al(AZO)薄膜,溅射气压为0.2～2.2 Pa.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、四探针和紫外–可见分光光度计对AZO薄膜的相结构、微观形貌和电光学性质进行了表征.结果表明:薄膜的沉积速率随着溅射气压的增大而减小,变化曲线符合Keller-Simmons模型;薄膜均为六角纤锌矿结构,但择优取向随着溅射气压发生改变;溅射气压对薄膜的表面形貌有显著影响;当溅射气压为1.4 Pa时,薄膜有最低的电阻率(8.4×104 Ω·cm),高的透过率和最高的品质因子Q.     

Effects of Substrate Temperature on the Properties of Mo-doped ZnO Films Prepared by RF Magnetron Sputtering

Transparent conducting molybdenum-doped zinc oxide (MZO) films were successfully prepared by radio frequency (RF) magnetron sputtering method on glass substrates under different substrate temperatures. The nature of MZO film is polycrystalline with hexagonal structure and a preferred orientation along c-axis. With increasing substrate temperature from room temperature to 400°C, the crystallinity of the films is deteriorated and the resistivity increases sharply due to both the decrease of carrier concentrat...     

RF磁控溅射制备Al_2O_3薄膜及其介电性能研究

以-αAl2O3为靶材,采用射频磁控溅射法制备了非晶Al2O3薄膜。利用X射线衍射仪、扫描电镜、划痕仪、表面粗糙轮廓仪和阻抗仪研究了不同溅射功率和不同溅射气压对薄膜制备的影响,探索了不同溅射功率下制备的Al2O3薄膜的介电常数和介电损耗与频率的关系。试验结果表明,制备的非晶Al2O3薄膜表面平滑致密;随着工作气压的增加,薄膜沉积速率增加;随着溅射功率的增加,Al2O3薄膜的沉积速率和介电常数逐渐增加、介电损耗逐渐减小;随着频率的增加,Al2O3薄膜的介电常数逐渐减小,高频阶段趋于稳定。