多層結(jié)構(gòu)紫外透明導(dǎo)電薄膜的制備及性能研究.pdf_第1頁(yè)
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1、透明導(dǎo)電氧化物薄膜具有較高的可見光透過(guò)率及良好的導(dǎo)電性,因而廣泛應(yīng)用于傳感器、平板顯示器、太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域。目前,應(yīng)用較多的是銦錫氧化物薄膜(ITO)及氧化鋅(ZnO)薄膜,這是由于ITO薄膜透過(guò)率高、電阻率低、功函數(shù)高;ZnO薄膜價(jià)格便宜,沉積溫度相對(duì)較低和在氫氣氣氛下具有更好的穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。但是,傳統(tǒng)透明導(dǎo)電薄膜由于帶隙寬度的限制,其難以透過(guò)波長(zhǎng)小于350 nm的紫外光。同時(shí),材料的禁帶寬度越大,將其摻雜成為導(dǎo)電材料的困難也越大,所

2、以具有優(yōu)良導(dǎo)電特性的單層深紫外透明導(dǎo)電薄膜也較難制備。近年來(lái),金屬材料與寬禁帶半導(dǎo)體材料所組成的“三明治型”多層結(jié)構(gòu)獲得了廣泛關(guān)注,成為紫外透明導(dǎo)電薄膜研究領(lǐng)域的新熱點(diǎn)。
  本論文綜合論述了透明導(dǎo)電薄膜的研究進(jìn)展及應(yīng)用前景,利用磁控濺射技術(shù)制備了Ag薄膜、鎵砷氧化物薄膜以及二者構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)紫外透明導(dǎo)電薄膜。通過(guò)調(diào)整Ag薄膜與鎵砷氧化物薄膜的厚度,以及對(duì)Ag膜進(jìn)行退火處理,采用X射線衍射儀、金相顯微鏡、紫外-可見分光光度計(jì)、霍爾

3、測(cè)試儀對(duì)Ag薄膜、鎵砷氧化物薄膜以及多層結(jié)構(gòu)的各方面性質(zhì)進(jìn)行了分析和討論。主要工作如下:
  1.Ag薄膜的制備與優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)采用射頻磁控濺射技術(shù)制備了不同厚度的Ag薄膜,研究了厚度對(duì)Ag薄膜結(jié)構(gòu)形貌及光電性質(zhì)的影響,確定最佳的厚度參數(shù)。此外還研究了退火處理對(duì)Ag薄膜光學(xué)和電學(xué)特性的影響。
  2.鎵砷氧化物的制備與優(yōu)化。采用射頻磁控濺射技術(shù)在c面藍(lán)寶石襯底上制備了不同厚度的鎵砷氧化物薄膜,研究了厚度對(duì)薄膜光電性質(zhì)的影響,確定

4、性能最優(yōu)的厚度參數(shù)。
  3.鎵砷氧化物-Ag-鎵砷氧化物多層結(jié)構(gòu)紫外透明導(dǎo)電膜的制備與表征。結(jié)合前面的研究結(jié)果,利用優(yōu)化參數(shù)制備了鎵砷氧化物-Ag-鎵砷氧化物多層結(jié)構(gòu),并分析了多層膜的光電性質(zhì)。此外還研究了Ag層退火對(duì)多層結(jié)構(gòu)的光學(xué)和電學(xué)特性的影響。
  實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:濺射生長(zhǎng)的Ag薄膜具有(111)取向;單層Ag膜為12nm時(shí),薄膜兼具良好的透過(guò)性和導(dǎo)電性,退火后Ag膜晶粒稍有變大,其光電性質(zhì)略有提高。實(shí)驗(yàn)中所制備的單層

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