室温下高速沉积AZO薄膜的研究

在室温下，采用射频磁控溅射技术以较大的功率密度（7W／cm^2）沉积了一系列掺铝氧化锌（AZO）透明导电薄膜，探索了溅射压强对沉积速率及薄膜性能的影响。结果表明，当工作压强为2．OPa时，高速（67nm／min）沉积得到的薄膜的电阻率为2．63×10^-3Ω·cm，可见光平均透过率为83％，并且在薄膜表面有一定的织构。     

薄膜厚度和工作压强对室温制备AZO薄膜性能的影响

采用射频磁控溅射法在室温下、普通玻璃基片上制备了AZO透明导电薄膜。用X射线衍射仪、原子力显微镜、紫外-可见分光光度计和四探针测量了不同薄膜厚度和不同工作压强下所得样品的结构、电学和光学性能,结果表明,所制备的AZO薄膜均具有六角纤锌矿结构,沿c轴择优取向生长;在可见光范围内,薄膜平均透过率约为80%;随着薄膜厚度的增加和工作压强的降低,薄膜的电阻率呈下降趋势;得到的薄膜最低方块电阻为7.5Ω/□。     

工作气压对室温溅射柔性AZO薄膜性能的影响

采用射频磁控溅射法在PEN衬底上室温制备了AZO薄膜,并对不同工作气压下(0.05～0.4Pa)沉积薄膜的结构及光电性能进行了研究。结果表明,薄膜具有良好的c轴择优取向,随工作气压增大,薄膜(002)峰强度减弱,晶粒减小,表面粗糙度增大,电学性能下降,薄膜可见光透过率变化不大,但禁带宽度变窄。与玻璃衬底相比,PEN衬底上沉积的AZO薄膜拥有更高的品质因数,获得的最佳电阻率、载流子浓度和霍尔迁移率分别为1.11×10-3Ω.cm、4.14×1020cm-3和13.60cm2/(V.s),该薄膜可见光的绝对透射率达到95.7%。     

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:Al2O3(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0.052Pa、AZO薄膜厚度为250nm时,其电阻率为8.38×10-4Ω·cm,波长在550nm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(6.16×10-4Ω·cm)。     

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).     

AZO透明导电薄膜光电性能的研究进展

掺铝氧化锌(AZO)薄膜其原料来源广、经济无毒,且具有优越的光电性能,可以与传统铟锡氧化物(ITO)薄膜相媲美,是优良的透明导电材料。目前,关于各制备工艺参数对AZO薄膜的影响规律及其影响机理仍是研究热点。综述了透明导电AZO薄膜光学与电学性能的研究进展,讨论了各制备工艺条件对薄膜性能的影响,分析了AZO/metal/AZO多层膜的研究现状,并对AZO薄膜的研究方向给予了展望。     

Ag层厚度对AZO/Ag/AZO透明导电薄膜性能的影响

在室温条件下,采用磁控溅射技术在玻璃衬底上生长了AZO/Ag/AZO多层透明导电薄膜。主要研究了Ag层厚度对多层透明导电薄膜结构和性能的影响。研究表明,AZO和Ag分别延(002)面和(111)面高度择优生长,随着Ag层厚度的增加,多层透明导电薄膜的电阻率不断降低,透过率呈现先降低再增加最后再降低的变化趋势,其中Ag层厚度为8nm的样品获得最大品质因子33.1×10^-3Ω^-1,综合性能最佳。     

真空退火法对AZO薄膜的研究

磁控溅射法在玻璃衬底上制备了AZO(氧化锌掺铝)薄膜。对薄膜进行了真空退火。利用XRD、分光光度计以及四探针等测试装置,对AZO薄膜的晶粒度、透光率和导电性能进行了测试分析。结果表明,退火有利于薄膜结晶;退火有利于薄膜光电性能的提高。在本实验中,AZO薄膜的最高透光率可达90.617%;最低电阻率可达2.21×10-3(Ω.cm)。对比在真空中退火的ITO薄膜的光电性能参数,结果已有所超越。此结果说明,AZO薄膜有潜力成为透明导电膜ITO的替代产品。     

磁控溅射制备AZO/Ag/AZO透明导电膜的性能研究

选择ZnO2与Al2O3质量比为97：3的靶材为溅射源,用射频磁控溅射法室温下在玻璃基底上沉积AZO／Ag／AZO薄膜,讨论了氧流量变化对薄膜透光率、方阻及表面形貌的影响并深入分析了机理。研究结果表明,氧流量变化会导致薄膜沉积厚度的变化,氧流量为4时薄膜沉积速率最快。沉积AZO时充入氧气会使整个膜系的透光率不随Ag层增厚明显降低,并且会使膜系的方阻降低。在最优氧流量为4L／min（标准状态下,下同）上下各沉积59nm的AZO与氧流量为0时沉积33nm银层相匹配的复合膜在可见光区（包括基底）的透光率达到90％,方阻为2．5Ω/□。     

退火温度对氢掺杂AZO薄膜热稳定性的影响

利用直流磁控溅射方法低温沉积了氢掺杂AZO (H-AZO) 薄膜, 研究了不同退火温度下H-AZO薄膜的电学、结构和光学性能的变化。结果表明, 300℃退火时, H-AZO薄膜的电阻率和光学带隙不变。而400℃退火时, 薄膜电阻由4.7×10^-4升高到1.43×10^-3Ω·cm, 并且光学带隙减小。由于300℃退火时H-AZO薄膜的热稳定性好, 将其用作低温制备薄膜太阳电池的透明导电膜具有很好的发展潜力。     

溅射功率对AZO透明导电薄膜的影响

采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上沉积了AZO透明导电薄膜,并用原子力显微镜观测了薄膜表面形貌,XRD测试了薄膜相结构和单色仪测试了薄膜透射率。结果表明,制备的薄膜具有高度c轴择优取向性,其表面平整,晶粒均匀致密。当溅射功率为180W、溅射气体流量为15sccm、基片温度为200℃时制得的薄膜方阻为10Ω/□,在可见光区平均透射率大于85%。     

Tungsten Doped Indium Oxide Thin Films Deposited at Room Temperature by Radio Frequency Magnetron Sputtering

Tungsten doped indium oxide(IWO) thin films were deposited on glass substrate at room temperature by radio frequency reactive magnetron sputtering.Chemical states analysis was carried out,indicating that valence states of element W in the films were W~(4+) and W~(6+).The effects of sputtering power and film thickness on the surface morphology,optical and electrical properties of IWO thin films were investigated.The IWO thin films had high transmittance in near infrared(NIR) spectral range.The resistivity,carrier mobility and carrier concentration owned their respective optimum values as sputtering power and thickness changed.The asdeposited IWO film with the minimum resistivity of 3.23 × 10~(-4) Ω cm was obtained at a sputtering power of50 W,with carrier mobility of 27.1 cm~2 V~(-1) s~(-1),carrier concentration of 7.15 × 10~(20) cm~(-3),average transmittance about 80%in visible region and above 75%in NIR region.It may meet the application requirement of high conductivity and transparency in NIR wavelength region.     

射频磁控溅射室温下制备ITO薄膜的光学性能研究

靶材为铟锡氧化物(In2O3:SnO2=1:1),用射频磁控溅射法在低温下制备了光电性能优良的ITO薄膜.质量流量计调节Ar气压强为0.2～3.0Pa,氧流量为0～10sccm,并详细探讨了溅射时氩气压强和氧流量变化对ITO薄膜光学性能的影响.结果表明:溅射Ar气压强为0.8Pa,氧流量为2.4sccm时,薄膜的折射率最低n=1.97,较接近增透膜的光学匹配.薄膜厚度为241.5nm时,薄膜的最大透过率为89.4%(包括玻璃基体),方阻为75.9Ω/□,电导率为8.8×10-4Ω·cm.     

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...     

室温直流反应磁控溅射制备透明导电In2O3:Mo薄膜

在室温条件下采用直流反应磁控溅射法制备了新型透明导电In2O3:Mo薄膜.研究了溅射压强中氧气百分含量[P(O2)]为8.0%～18.0%时对薄膜光电特性以及表面形貌结构的影响.结果表明,薄膜的光电性能对溅射压强中P(O2)非常敏感.分析显示P(O2)决定了薄膜中的氧空位含量和载流子浓度,从而影响了薄膜的光电特性.原子力显微镜观察表明,适量的P(O2)条件下可以获得平均粗糙度为0.3 nm、颗粒均匀、表面平整的薄膜.室温制备的IMO薄膜在可见光区域的平均透射率(含玻璃基底)高达82.1%,电阻率低至5.9×10-4 Ω·cm.     

常温高压条件下氮气纯化技术研究应用

所选择的钯锰催化剂可在常温高压条件下将普通氮气纯化为高纯氮气,有效解决了目前碳脱氧法存在的流程反复、生产效率低的问题。经过小试和工程应用试验,证明该技术完全满足发射场氮气纯化要求,具有设备操作简单、工作稳定可靠、生产效率高、生产启停准备收尾工作少的优点。