本文關(guān)鍵詞：溶膠凝膠法制備非晶IZO透明導(dǎo)電薄膜及紫外激光輻照對(duì)其電學(xué)性質(zhì)影響

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【摘要】：以ITO為代表的透明導(dǎo)電薄膜以其較高的導(dǎo)電性和可見光透過性,在太陽能電池、平板顯示器、LED等器件中扮演著十分重要的角色。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對(duì)柔性光電器件的需求越來越強(qiáng)烈。為了適應(yīng)柔性光電器件的要求,各種新型透明導(dǎo)電材料,如金屬納米線網(wǎng)絡(luò)、石墨烯、非晶氧化物半導(dǎo)體等,受到越來越多的關(guān)注。非晶的氧化物半導(dǎo)體材料,例如銦鋅氧(IZO)、銦鎵鋅氧(IGZO)、銦錫鋅氧(ITZO)等可以很好滿足柔性的要求,同時(shí)擁有與多晶氧化物材料相近的良好光電特性,因此成為柔性透明導(dǎo)電材料的研究熱點(diǎn)之一�？墒�,相比于傳統(tǒng)氧化物半導(dǎo)體材料而言,人們針對(duì)非晶氧化物半導(dǎo)體材料的理論和實(shí)驗(yàn)的研究相對(duì)比較落后。所以,本文針對(duì)非晶IZO材料的制備方法以及其光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下:(1)采用溶膠凝膠法(sol-gel)通過調(diào)節(jié)不同In與Zn的摩爾比例、不同熱處理退火溫度,優(yōu)化非晶IZO薄膜的生長(zhǎng)條件。結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)In與Zn比例為50:50,退火溫度為500℃時(shí),由于ZnO與In2O3晶格結(jié)構(gòu)的不匹配,形成了非晶合金結(jié)構(gòu)的IZO薄膜,并且在此制備條件下薄膜具有良好的光電性質(zhì),其可見光透過率為92%,電阻率為2.5×10-2Ω·cm。(2)采用深紫外激光對(duì)溶膠凝膠法制備的非晶IZO薄膜進(jìn)行輻照處理,結(jié)果發(fā)現(xiàn),對(duì)于不同退火溫度下得到的非晶IZO薄膜,紫外激光輻照對(duì)其電學(xué)性質(zhì)提升的機(jī)理不同:當(dāng)退火溫度低于500oC時(shí),非晶IZO薄膜中會(huì)殘留大量的有機(jī)物,而激光輻照紫外激光可以有效去除了殘留的有機(jī)物,提高非晶薄膜的載流子濃度和遷移率,降低薄膜的電阻率;當(dāng)退火溫度高于500oC時(shí),非晶薄膜中的大部分有機(jī)成分已被有效除去,但經(jīng)過激光輻照后其電阻率仍然下降一個(gè)量級(jí)。分析其原因是紫外激光能夠有效降低薄膜中的吸附氧濃度,減少了吸附氧對(duì)載流子的俘獲和散射作用,提高了薄膜的載流子濃度以及遷移率,從而使得薄膜的電學(xué)性質(zhì)得到了提升。綜上所述,溶膠凝膠法結(jié)合紫外激光輻照技術(shù)能夠有效降低傳統(tǒng)溶膠凝膠法制備透明導(dǎo)電薄膜的退火處理溫度。本文的研究對(duì)于實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)溶膠凝膠法低溫制備透明導(dǎo)電薄膜有借鑒意義。
【關(guān)鍵詞】：透明導(dǎo)電薄膜 溶膠凝膠法 非晶IZO薄膜 激光輻照
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O484
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 透明導(dǎo)電薄膜研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2 IZO薄膜的制備方法13
• 1.2.1 脈沖激光沉積法（PLD）13
• 1.2.2 分子束外延法（MBE）13
• 1.2.3 磁控濺射法（magnetron sputtering）13
• 1.2.4 溶膠凝膠法（sol-gel）13
• 1.2.5 其他技術(shù)13
• 1.3 本論文的選題依據(jù)與創(chuàng)新點(diǎn)13-16
• 第二章 溶膠凝膠法（sol-gel）以及實(shí)驗(yàn)測(cè)試介紹16-25
• 2.1 Sol-gel法介紹16-18
• 2.1.1 Sol-gel法的發(fā)展歷程16
• 2.1.2 Sol-gel法的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)16-17
• 2.1.3 Sol-gel法的原理17
• 2.1.4 Sol-gel法的涂覆方法17-18
• 2.2 本論文采用的溶膠凝膠法18-19
• 2.3 本論文實(shí)驗(yàn)測(cè)試手段及原理19-25
• 2.3.1 X-射線衍射19-20
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡20-21
• 2.3.3 霍爾效應(yīng)測(cè)試21-22
• 2.3.4 紫外-可見光吸收光譜22-23
• 2.3.5 傅立葉-紅外吸收光譜23-25
• 第三章 溶膠凝膠法制備非晶IZO薄膜工藝條件優(yōu)化25-33
• 3.1 樣品的制備25-26
• 3.1.1 IZO前驅(qū)溶膠的制備25
• 3.1.2 IZO薄膜的制備25-26
• 3.2 不同In、Zn比例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析26-29
• 3.2.1 物相結(jié)構(gòu)分析26-27
• 3.2.2 光學(xué)性質(zhì)分析27-28
• 3.2.3 電學(xué)性質(zhì)分析28-29
• 3.3 不同退火溫度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析29-31
• 3.3.1 物相結(jié)構(gòu)分析29-30
• 3.3.2 光學(xué)性質(zhì)分析30-31
• 3.3.3 電學(xué)性質(zhì)分析31
• 3.4 本章小結(jié)31-33
• 第四章 深紫外激光輻照對(duì)非晶IZO薄膜光電性質(zhì)的影響33-46
• 4.1 處理過程33
• 4.2 激光輻照前后實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析33-45
• 4.2.1 激光輻照前后物相結(jié)構(gòu)分析33-34
• 4.2.2 激光輻照前后光學(xué)性質(zhì)分析34-35
• 4.2.3 激光輻照前后電學(xué)性質(zhì)分析35-45
• 4.3 本章小結(jié)45-46
• 第五章 結(jié)論46-47
• 參考文獻(xiàn)47-51
• 致謝51-52
• 在學(xué)期間公開發(fā)表論文及著作情況52

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本文編號(hào)：674449