薄膜厚度对ZnO：Zr透明导电薄膜光电性能的影响

利用射频磁控溅射法在室温水冷玻璃衬底上制备出了可见光透过率高、电阻率低的ZnO:Zr透明导电薄膜.讨论了厚度对ZnO:Zr透明导电薄膜光学、电学性能的影响.当薄膜厚度为213 nm时,薄膜电阻率达到最小值1.81×10-3 Ω·cm.所制备的薄膜样品都具有高透光率,其可见光区平均透过率超过了93.0%.当薄膜厚度从125 nm增加到350 nm时,薄膜的光学带隙从3.58 eV减小到3.50 eV.     

Mg-Al-Ga:ZnO层状复合材料的制备及光电性能

先进光电材料的开发对于电子元件与材料相关产业的升级具有重要意义.通过磁控溅射法合成了由Mg-Al-Ga:ZnO层和金属Cu层组成的"三明治"式复合结构的薄膜材料.对合成的光电材料进行了系统表征,结果表明该薄膜材料具有晶粒分布均匀、表面结构平整致密等特点.同时研究了金属Cu层厚度对复合薄膜性能的影响,并对其光学透过率以及...     

衬底温度对磁控溅射法制备的ZnO:In薄膜光电性能的影响

以粉末靶为溅射源,采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备掺铟氧化锌(ZnO:In)透明导电膜.利用X射线衍射仪、原子力显微镜、霍尔测试仪,以及分光光度计等对不同衬底温度下生长的ZnO:In薄膜的结构、光电性能进行表征.结果表明,所有制备的ZnO:In薄膜均为六角纤锌矿结构的多晶膜,具有(002)择优取向.ZnO:In薄膜的电阻率随着衬底温度的升高先减小后增大,当衬底温度为100℃时,薄膜的最低电阻率为3.18×10~(-3)Ω·cm.制备的薄膜可见光范围内透过率均在85%以上.

Abstract：

Indium doped zinc oxide (ZnO : In) films were deposited on glass substrates by RF magnetron sputtering method using a powder target.The influence of the substrate temperature on the structure,optical and electrical properties was investigated by X-ray diffraction (XRD),atom force microscope (AFM),Hall measurement and optical transmission spectroscopy.The results show all the obtained films are polycrystalline with a hexagonal wurtzite structure and grow preferentially in the (002) direction,and the grain size is about 22～29 nm.The conductivity of the ZnO : In films change with the substrate temperature,and the lowest electrical resistivity is about 3.18 × 10~3 Ω·cm for the samples deposited at substrate temperature 100 ℃.The transmittance of our films in the visible range is all higher than 85%.     

(Al,Zr)共掺杂ZnO透明导电薄膜的结构以及光电性能研究

用射频磁控溅射法在玻璃衬底上氩气气氛中制备出(Al,Zr)共掺杂的ZnO透明导电薄膜,研究了不同Zr掺杂浓度和薄膜厚度ZnO薄膜的结构、电学和光学特性。结果表明,在最佳沉积条件下我们制备出了具有(002)单一择优取向的多晶六角纤锌矿结构,电阻率为2.2×10-2Ω.cm,且可见光段(320～800nm)平均透过率达到85%的ZnO透明导电薄膜。在150℃的条件下对(Al,Zr)共掺杂的ZnO薄膜进行1h的退火处理,薄膜电阻率降低至8.4×10-3Ω.cm。Zr杂质的掺入改善了薄膜的可见光透光性。     

RF磁控溅射功率对ZnO:Al薄膜结构和性能的影响

采用RF磁控溅射技术以ZnO:Al2O3(2 wt%Al2O3)为靶材在石英玻璃衬底上制备多晶ZnO:Al(AZO)薄膜,通过XRD、AFM、AES以及Hall效应、透射光谱、折射率等手段研究了RF溅射功率(50～300 W)对薄膜的组织结构和电学,光学性能的影响.分析表明:所制备的AZO薄膜具有c轴择优取向,并且通过对不同功率下薄膜载流子浓度与迁移率的研究发现对于室温下沉积的AZO薄膜,晶粒间界中的O原子吸附是影响薄膜电学性能的主要因素.同时发现当功率为250 W时薄膜的电阻率降至最低(3.995×10-3 Ω·cm),可见光区平均透射率为91%.     

有机衬底和玻璃衬底ZnO:Al透明导电膜的结构及光电特性对比研究

讨论了在低温条件下制备的ZnO∶Al薄膜的结构、表面形貌和光电特性,对聚酰亚胺(Polyimide,PI)和玻璃两种不同衬底的薄膜进行了比较研究。两种不同衬底的薄膜均为多晶膜,具有六角纤锌矿结构,最佳取向均为(002)方向,衬底温度从室温到210℃时,制备的薄膜密度变化范围为4.6～5.16g/cm3。在柔性衬底和玻璃衬底上制备的薄膜最低电阻率分别为5.3×10-4Ω·cm和5.1×10-4Ω·cm,薄膜在可见光区的平均透过率分别达到了72%和85%,讨论了两种衬底薄膜电学特性的稳定性。     

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...     

射频磁控溅射法制备SnO_2∶Sb透明导电薄膜的光电性能研究

采用射频磁控溅射法在载波片玻璃衬底上制备了锑掺杂二氧化锡(SnO2∶Sb)透明导电薄膜。利用霍耳效应实验、紫外可见光光谱仪、n(折射率)k(消光系数)d(薄膜厚度)光谱仪对该导电薄膜的光电性能进行了测试。讨论了氧气分压对样品光电性能的影响,增加氧气分压,薄膜的厚度减小、吸收边和截止波长蓝移,光学带隙增大,并且氧气分压对薄膜电阻率、载流子浓度和霍耳迁移率的影响不是线性的,而是存在一个最佳值。当氧气分压为0.10 Pa时,薄膜的光电性能最佳,此时膜厚为399 nm,可见光平均透过率为70%,电阻率为2.5×10-3Ω.cm,载流子浓度为1.2×1021cm-3,载流子霍耳迁移率为2.04 cm2.V-1.s-1,其光电特性已达到了TFT-LCD透明电极的要求。     

直流磁控溅射法低温制备ZnO:Ti透明导电薄膜及特性研究

利用直流磁控溅射法在室温水冷玻璃衬底上制备出了可见光透过率高、电阻率低的掺钛氧化锌(ZnO:Ti)透明导电薄膜.SEM和XRD研究结果表明,ZnO:Ti薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有c轴择优取向.厚度为437 nm薄膜的电阻率为1.73×10~(-4) Ω·cm.所制备薄膜具有良好的附着性能,薄膜样品在500～800 nm的可见光平均透过率都超过了91%.     

Al-Zr共掺杂ZnO透明导电薄膜制备及光电性能研究

采用直流磁控溅射法,在室温水冷玻璃衬底上制备出Al-Zr共掺杂的ZnO透明导电薄膜。研究结果表明,Ar气压强对Al-Zr共掺杂ZnO透明导电薄膜的结构和电阻率有显著影响。X射线衍射(XRD)表明,Al-Zr共掺杂ZnO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。扫描电镜(SEM)观察表明,Ar气压强对Al-Zr共掺杂ZnO透明导电薄膜的微观结构影响较大。薄膜的厚度随Ar气压强的增加而变薄,在Ar气压强为2.5Pa时,制备的Al-Zr共掺杂ZnO薄膜电阻率具有最小值1.01×10-3Ω.cm,在可见光区(500～800nm)平均透过率超过93%。     

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%.     

ZnO∶Ti透明导电薄膜的制备与光电性能研究

采用直流磁控溅射法,在水冷7059玻璃衬底上制备了具有高透射率和相对低电阻率的掺钛氧化锌(ZnO∶Ti)透明导电薄膜,研究了溅射偏压对ZnO∶Ti薄膜结构、形貌和光电性能的影响。结果表明,ZnO∶Ti薄膜为六角纤锌矿多晶结构,具有c轴择优取向。溅射偏压对ZnO∶Ti薄膜的结构和电阻率有重要影响。当溅射偏压为10V时,电阻率具有最小值1.90×10–4?.cm。薄膜具有良好的附着性能,可见光区平均透射率超过90%。该ZnO∶Ti薄膜可以用作薄膜太阳能电池和液晶显示器的透明电极。     

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%。     

In掺杂ZnO透明导电薄膜光电性质的研究

采用射频磁控溅射技术成功制备出无掺杂和In掺杂的ZnO透明导电薄膜.研究了In掺杂对薄膜的结构和光电性能的影响.结果表明,In掺杂有利于提高ZnO薄膜结晶度,使薄膜表面更加致密平整;由于In3+替代了Zn2+,提供了大量的剩余电子,使薄膜的导电性质得到了很大的提高,所得薄膜的最小电阻率为4.3×10-3Q·cm.制备的ZnO薄膜在可见光范围的透过率达到了85%,In的掺杂对透光率的影响不大.     

缓冲层厚度对透明导电薄膜ZnO∶Zr性能的影响(英文)

利用直流磁控溅射法在有ZnO∶Zr缓冲层的水冷玻璃衬底上成功制备出了ZnO∶Zr透明导电薄膜,缓冲层的厚度介于35～208nm。利用XRD、SEM、四探针测试仪和紫外-可见分光光度计研究ZnO∶Zr薄膜的结构、形貌、电光性能。结果表明,薄膜的颗粒尺寸和电阻率对缓冲层厚度具有较强的依赖性。当缓冲层厚度从35nm增加到103nm时,薄膜的颗粒尺寸增大,电阻率减小。而当缓冲层厚度从103nm增加到208nm时,薄膜的颗粒尺寸减小,电阻率增大。当缓冲厚度为103nm时,薄膜的电阻率最小为2.96×10^-3Ω.cm,远小于没有缓冲层时的12.9×10^-3Ω.cm。实验结果表明,在沉积薄膜之前先沉积一层适当的缓冲层是提高ZnO∶Zr薄膜质量的一种有效方法。     

RF磁控溅射功率对ZnO：AI薄膜结构和性能的影响

采用RF磁控溅射技术以ZnO2Al2O3（2wt％Al2O3）为靶材在石英玻璃衬底上制备多晶ZnO：Al（AZO）薄膜,通过XRD、AFM、AES以及Hall效应、透射光谱、折射率等手段研究了RF溅射功率（50-300w）对薄膜的组织结构和电学,光学性能的影响。分析表明：所制备的AZO薄膜具有c轴择优取向,并且通过对不同功率下薄膜载流子浓度与迁移率的研究发现对于室温下沉积的AZO薄膜,晶粒间界中的O原子吸附是影响薄膜电学性能的主要因素。同时发现当功率为250W时薄膜的电阻率降至最低（3．995×10^-33Ω·cm）,可见光区平均透射率为91％。     

溅射压强对直流磁控溅射制备ZnO:Ga透明导电薄膜特性的影响

通过直流反应磁控溅射法在玻璃衬底上制备了掺镓ZnO(ZnO:Ga)透明导电薄膜,研究了溅射压强对ZnO:Ga透明导电薄膜结构、形貌和电光学性能的影响.X射线衍射结果表明,所制备的ZnO:Ga薄膜具有C轴择优取向的六角多晶结构.SEM测试表明,ZnO:Ga薄膜的形貌强烈依赖于沉积压强的变化.沉积的ZnO:Ga薄膜最低电阻率可达4.48×10-4Ω·cm,在可见光范围内平均透射率超过90%.     

退火处理对磁控溅射制备Ga掺杂ZnO薄膜性能的影响

采用磁控溅射法在普通玻璃上制备了Ga掺杂ZnO(GZO)薄膜,研究了退火处理对GZO薄膜组织结构、表面形貌及光电性能的影响,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、紫外分光光度计、四探针测试仪等对GZO薄膜的表面形貌、晶体结构、透光率及电阻率等进行测量与表征。结果表明:400~800℃退火对GZO薄膜的生长方式影响较小,所制薄膜均在(002)晶向沿c轴择优取向,退火温度对薄膜表面形貌影响较大,退火温度为600℃时,薄膜表面致密、平整,结晶质量最好,薄膜的透光率超过95%,电阻率最低为4.9×10~(-4)?·cm。     

靶与衬底之间的距离对铝锆共掺杂氧化锌透明导电薄膜性能的影响

利用直流磁控溅射法成功地在室温玻璃衬底上制备出了高透明导电的铝锆共掺杂氧化锌（ZAZO）薄膜。靶与衬底之间的距离在45-70 mm之间变化。实验制备的ZAZO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。当靶与衬底之间的距离从70减小到50 mm时,薄膜的晶化程度提高,电阻率减小。然而,当靶与衬底之间的距离进一步减小时,薄膜的晶化程度降低,电阻率增大。当距离为50 mm时, ZAZO薄膜的电阻率具有最小值6.9×10-4Ω cm。所制备薄膜在可见光范围内具有高的透过率,其值都大于92%。     

在柔性衬底上制备透明导电薄膜ZnO:Zr(英文)

采用射频磁控溅射法在室温柔性衬底PET上制备了掺锆氧化锌(ZZO)透明导电薄膜.利用不同方法提高了ZZO薄膜的电阻率而未使其可见光透过率降低.X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表明,ZZO薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜.在有机衬底和玻璃衬底上制备ZZO薄膜的择优取向不同,前者为(100)晶面,而后者为(002)晶面.在有ZnO缓冲层的PET衬底上制备的ZZO薄膜电阻率比直接生长在玻璃衬底样品上的小.通过优化参数,在PET衬底上制备出了最小电阻率为1.7×10-3Ω·cm、可见光透过率超过93%的ZZO薄膜.实验表明,镀膜之前在柔性衬底上沉积ZnO缓冲层能有效地提高ZZO薄膜的质量.