N/Al共掺ZnO透明导电薄膜的制备及光电性能研究

采用射频磁控溅射和退火处理方法在普通玻璃基底上制备了N、Al共掺的ZnO薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、四探针电阻测试仪和紫外-可见光光谱及X射线光电子能谱(XPS)等测试手段,分析了溅射功率对薄膜表面形貌结构及光电性能的影响。研究结果表明:不同溅射功率下所制备的薄膜均为具有c轴择优取向的六角纤锌矿结构,在可见光范围内,平均透过率都超过了85%;在溅射功率为140W条件下,N、Al共掺的ZnO薄膜显示出p型导电特性。     

高RF功率制备的ZnO:Li薄膜性能研究

实验采用射频(RF)磁控溅射法在高射频功率(550 W)下制备了Zn0.9Li0.1O薄膜,探讨了薄膜的光学性能,并与低溅射功率制备的薄膜性能进行了比较。结果表明,高功率下溅射的薄膜晶粒均匀细小,表面平整致密,在可见光波长范围内,透过率达80%。该薄膜的光学带隙约3.29 eV,明显低于低功率溅射的薄膜(3.44 eV)。其室温光致发光(PL)谱结果显示,最强峰是由Li杂质能级引起的399 nm峰,热处理后,370 nm的带间发光峰增强,而低功率制备的薄膜其PL谱与纯ZnO材料的特征谱相似。     

溅射功率对PET衬底上ZnO:Zr薄膜性能的影响

采用直流磁控溅射法在室温下柔性PET衬底上制备出了高质量的掺锆氧化锌(ZnO:Zr)透明导电薄膜。研究了溅射功率对ZnO:Zr薄膜表面形貌、结构、电学和光学性能的影响。溅射功率对ZnO:Zr薄膜的电阻率影响显著:当溅射功率从60W增加到90W时,薄膜的电阻率先减小后增大,在最佳功率80W时,电阻率具有最小值3.67×10-3Ω·cm。所制备的ZnO:Zr薄膜具有良好的附着性能,在可见光区平均透射率高达90%。     

溅射功率对NiO薄膜性质的影响

在室温条件下,采用射频磁控溅射的方法在石英衬底上制备了NiO薄膜,深入研究了不同溅射功率对NiO的结构、光学和电学特性的影响。随着溅射功率的升高,NiO薄膜逐渐由非晶态薄膜转变成具有(111)择优取向的晶态薄膜,同时发现NiO薄膜在可见光区透过率较大,而在紫外光区透过率减小;随着溅射功率的升高,薄膜在可见光区域和紫外区域的光学透过率均明显减小,同时禁带宽度也减小,但导电性增强。     

AZO透明导电薄膜的制备

采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备了ZnO:Al(AZO)透明导电薄膜,并借助XRD、SEM等表征方法,研究了溅射功率和衬底温度对薄膜结构、表面形貌及光电特性的影响。结果表明,制备薄膜的最佳溅射功率和衬底温度分别为180 W、200℃,在此条件下制备的AZO薄膜具有明显的c轴(002)择优取向,其最低方块电阻为18/□,在可见光范围内的平均透光率超过91%,且透明导电性能优于目前平板显示器的要求,有望取代现在市场上的主流氧化铟锡(ITO)薄膜。     

双靶共溅射制备AZO薄膜的光电性能研究

采用双靶共溅射的方法制备了光电性能较好的掺Al氧化锌(AZO)薄膜,利用X射线衍射仪、霍尔测试仪、SEM等多种技术手段研究了不同的Al溅射功率和快速退火条件对AZO薄膜的影响,发现AZO薄膜在Al溅射功率为15W、退火温度为400℃时性能最佳.当A1溅射功率为15W时,其电阻率最低为6.552×10-4 Ω·cm,可见光波段(400～700 nm)平均透过率超过92％.随着Al溅射功率的增大,可见光波段的透过率逐渐减小,红外波段(2.5～20 μm)的透过率逐渐增大,最大为40％.     

溅射功率对In2S3薄膜结构及其性能的影响

采用磁控溅射法,在玻璃基底上一步沉积In2S3薄膜.研究了溅射功率对In2S3薄膜的成分、结构、表面形貌和光电性能的影响.结果表明:所制备的所有薄膜均为β-In2S3,无杂相存在,且具有(222)面择优生长特性.溅射功率对薄膜的成分、厚度和结晶度具有明显的影响,并因此影响薄膜的光学和电学性能.薄膜在100 W沉积时最接近化学计量比,薄膜的透过率随着溅射功率增大在500 nm波段附近显著提高,禁带宽度达到2.45 eV,同时电流密度增大两个数量级.     

不同溅射功率制备的Zn0.97Co0.03O薄膜的结构和光学性质研究

采用磁控溅射法在不同射频功率下制备了Zn_(0. 97)Co_(0. 03)O薄膜。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、紫外-可见光谱和室温光致发光谱对薄膜进行了表征。XRD和Raman结果表明,Zn_(0. 97)Co_(0. 03)O薄膜为六方纤锌矿结构,沿(002)晶面择优取向。随着溅射功率的增大,薄膜的(002)晶面择优取向增强,晶化程度提高,晶粒尺寸增大。不同溅射功率制备的Zn_(0. 97)Co_(0. 03)O薄膜均具有较高的可见光透过率。随溅射功率增加,光学带隙减小,光吸收边红移。光致发光谱表明不同溅射功率制备的Zn_(0. 97)Co_(0. 03)O薄膜均具有较强的带边紫外发光峰。随着溅射功率的增加,该发光峰的峰位发生红移,且峰强度增强。以上研究结果表明,溅射功率对Zn_(0. 97)Co_(0. 03)O薄膜的生长速率、结晶质量及光学性能有明显影响,但不会影响薄膜的成分。     

低温制备Mn-W共掺ZnO透明导电薄膜

利用直流磁控溅射法成功地在室温玻璃衬底上制备出了电阻率低、透光率高的Mn-W共掺ZnO（ZMWO）透明导电薄膜。溅射功率在65-150 W之间变化。实验结果表明,溅射功率对ZMWO薄膜的晶化程度和电阻率有很大影响,而对其透光率和光学带隙影响不大。实验制备的ZMWO为六方纤锌矿结构的多晶薄膜,具有垂直于衬底方向的c轴择优取向。考虑到薄膜的电学、光学性能及结晶质量,我们认为本实验中的最佳值溅射功率为90 W,在此功率下制备的ZMWO薄膜的电阻率具有最小值9.8×10-4Ωcm,其可见光透过率为89%。     

透明导电薄膜ZnO∶Zr的制备及特性研究

利用直流磁控溅射法在玻璃衬底上制备出了可见光透过率高、电阻率低的ZnO∶Zr(ZZO)透明导电薄膜.讨论了溅射功率对ZZO薄膜结构、形貌及光电性能的影响.研究结果表明,溅射功率对ZZO薄膜的结构和电学性能有很大影响.实验制备的ZZO薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有垂直于衬底方向的c轴择优取向.在溅射功率为115 W时,ZZO薄膜的电阻率具有最小值1.9×10-3 Ω*cm,其霍尔迁移率和载流子浓度分别为18.7 cm2*V-1*s-1和2.07×1020 cm-3.所制备ZZO薄膜样品具有良好的附着性能,其可见光区平均透过率均超过92%.     

Low-temperature deposition of transparent conducting Mn-W co-doped ZnO thin films

Mn-W co-doped ZnO(ZMWO) thin films with low resistivity and high transparency were successfully prepared on glass substrate by direct current(DC) magnetron sputtering at low temperature.The sputtering power was varied from 65 to 150 W.The crystallinity and resistivity of ZMWO films greatly depend on sputtering power while the optical transmittance and optical band gap are not sensitive to sputtering power.All the deposited films are polycrystalline with a hexagonal structure and have a preferred orientat...     

Effect of RF power and substrate temperature on the properties of boron and gallium co-doped ZnO films

Boron and gallium co-doped ZnO (BGZO) films were prepared by radio-frequency (RF) magnetron sputtering under different RF powers (50–250 W) at room temperature and 200 °C, respectively. The influence of sputtering power and substrate temperature on the structural, morphological, electrical and optical properties of BGZO films was investigated. The results indicated that all the films showed preferentially c-axis orientation and structure of hexagonal wurtzite. The grain size decreased at higher sputtering power above 150 W. The carrier concentration and optical band gap (E_g) increased with the increasing of RF sputtering power. At RF power of 150 W, the films showed higher mobility and lower resistivity. Average optical transmittance of all the BGZO films is greater than 85% in the visible wavelength and did not change obviously with the sputtering power or substrate temperature.     

Cu(In,Ga)Se2薄膜的制备及其表征

CuIn1-xGaxSe2(CIGS)为直接带隙半导体,其带隙宽度随In/Ga比而变化,且对可见光具有很高的吸收系数,是最有希望用于制作新一代高效、低成本薄膜太阳能电池的材料.采用直流溅射和后硒化工艺制备了系列CIGS薄膜,研究了溅射功率和衬底对CIGS薄膜的微结构和光学性质的影响.发现钼玻璃上溅射功率为50W,在55...     

溅射功率对Mg2Si薄膜制备的影响

采用射频磁控溅射系统,在Si(111)衬底上制备了不同溅射功率下的Mg2Si薄膜。通过X线衍射(XRD)和冷场发射电子显微镜镜(FESEM)对Mg2Si薄膜的晶体结构和表面形貌进行了表征,理论分析了Mg2Si薄膜在Si(111)衬底上的外延生长关系,得到了Mg2Si薄膜的外延生长特性。研究结果表明,在80～110 W的溅射功率范围内,Mg2Si薄膜具有Mg2Si(220)的外延择优生长特性,并且随着溅射功率的增加Mg2Si(220)衍射峰先增强后变弱,在100W功率下Mg2Si(220)衍射峰最强。     

Structural,surface morphology and optical properties of sputter-coated CaCu3Ti4O12 thin film: Influence of RF magnetron sputtering power

This study focusses on the investigation of RF power variations (100–300 W) effects on structural, morphological and optical properties of CaCu₃Ti₄O₁₂ thin film deposited on ITO/glass substrate in a non-reactive atmosphere (Ar). The increase of RF power from 100 W to 300 W led to evolution of (112), (022), (033), and (224) of CCTO XRD peaks. The results indicated that all the films were polycrystalline nature with cubic structure. The crystallite size increased from 20 nm to 25 nm with increasing RF power. FESEM revealed that the films deposited were uniform, porous with granular form, while the grain size increased from 30 to 50 nm. AFM analysis confirmed the increment in surface roughness from 1.6 to 2.3 nm with increasing film grain size. Besides, optical transmittance values decreased to minimum 70% with increasing RF power while optical energy bandgap increased from 3.20 eV to 3.44 eV. Therefore, favorable CCTO thin film properties can be possibly obtained for certain application by controlling RF magnetron sputtering power.     

RF磁控溅射制备AZO透明导电薄膜及其性能

室温下采用RF磁控溅射技术在石英衬底E制备了多晶ZnO:Al(AZO)透明导电薄膜,通过XRD,AFM,AES,Hall效应及透射光谱等测试研究了RF溅射功率、氩气压强对薄膜的结构、电学和光学性能的影响.分析表明:在最优条件下(溅射功率为250W,氩气压强为1.2Pa时),180nm AZO薄膜的电阻率为2.68×10-3 Ω·cm,可见光区平均透射率为90%,适合作为发光二极管和太阳能电池的透明电极.所制备的AZO薄膜具有c轴择优取向,晶粒问界中的O原子吸附是限制薄膜电学性能的主要因素.     

溅射功率对Zr,Al共掺杂ZnO薄膜结构和性能的影响

室温下,采用直流磁控溅射法,在载玻片衬底上制备出了Zr,Al共掺杂ZnO(AZZO)透明导电薄膜。研究了溅射功率对薄膜的组织结构、表面形貌和光电学性能的影响。结果表明,制备的AZZO透明导电薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有c轴择优取向。当溅射功率为150W时,薄膜电阻率达到最小值1.66×10–3Ω·cm,在可见光区平均透过率超过93%。