本文關(guān)鍵詞：基于二氧化鈦的三明治結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜的研究

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【摘要】：本文利用室溫磁控濺射技術(shù)制備了性能優(yōu)良的TiO_2/Ag/TiO_2(TAT)多層透明導(dǎo)電薄膜,對TAT導(dǎo)電薄膜用作光電探測器透明電極的可行性進行了探索,同時,也初步嘗試了TiO_2/AgO_x/TiO_2(TAOT)透明導(dǎo)電薄膜的制備,并對制備出的TAOT薄膜的光電性能進行了分析。主要內(nèi)容包括：(1)分別采用射頻和直流磁控濺射技術(shù)制備了Ti02和Ag薄膜,研究了濺射功率和壓強對于Ti02和Ag生長速度的影響。測試結(jié)果表明,在氣壓大于0.4Pa的情況下,Ti02和Ag的生長速率隨著氣壓的降低而增加,后續(xù)的實驗也在0.4Pa的氣壓條件下進行。在射頻功率低于200W的情況下,Ti02的生長速率很低,可以忽略不計,只有在射頻功率高于200W的情況下,Ti02才具備一定的生長速度；隨著功率的提升,Ti02和Ag的生長速度也有相應(yīng)提升。(2)利用室溫磁控濺射技術(shù)在玻璃襯底上制備了TiO_2/Ag/TiO_2(TAT)多層透明導(dǎo)電薄膜,研究了不同的Ag生長電流和不同的Ag厚度對于TAT薄膜的性能(導(dǎo)電性和透光性)的影響。實驗中發(fā)現(xiàn),隨著Ag生長電流的提升,Ag沉積速率相應(yīng)提升,中間層的連續(xù)性也隨之提升,從而使TAT透明薄膜的方塊電(?)降、透過率提升。當Ag濺射電流為0.48A時,TAT薄膜的性能最優(yōu)。因此在玻璃襯底上生長不同Ag厚度的TAT透明薄膜時,Ag濺射電流控制在0.48A。當Ag厚度在10nnm時,TAT薄膜的400-800nnm平均透過率最高；Ag厚度16nm,薄膜的FOM值最高,達到15.97×10-2Ω-1。(3)使用TAT薄膜作為透明電極制備光電探測器,并與使用商業(yè)購買的ITO電極根據(jù)相同的制備條件制備光電探測器,并進行性能對比。實驗發(fā)現(xiàn)使用TAT制備的光電探測器其性能與基于ITO的光電探測器性能相當,從而初步驗證了TAT透明電極的應(yīng)用潛力。(4)在TAT透明導(dǎo)電薄膜的制備過程中,通過對Ag中間層濺射氣氛進行調(diào)整,添加一定比例的氧氣,從而對TAT透明導(dǎo)電薄膜的Ag中間層進行一定程度的氧化,制備了TiO_2/AgO_x/TiO_2(TAOT)透明電極,并將其與TAT透明導(dǎo)電薄膜進行對比,研究Ag中間層氧化對于TAT/TAOT透明導(dǎo)電薄膜光電性能的影響。我們發(fā)現(xiàn),對于TAOT薄膜而言,在0-20%的氧分壓范圍內(nèi),采用0.48A濺射電流所制備的TAOT薄膜透光性和導(dǎo)電性均優(yōu)于采用0.32A和0.16A電流及相同氧分壓下制備的電極,進一步驗證了加大中間層濺射電流對于三明治結(jié)構(gòu)透明電極的改善作用；另外,氧分壓在2.5-40%范圍內(nèi),制備的TAOT薄膜的光電性能均劣于純氬條件下制備的TAT薄膜,而且隨著氧分壓的提升,導(dǎo)電性能和透光性能均有下降。我們發(fā)現(xiàn),對Ag中間層進行氧化使中間層連續(xù)性受到破壞,加上AgO_x材料本身導(dǎo)電性較差,最終導(dǎo)致了TAOT透明導(dǎo)電薄膜光電性能的明顯下降。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.2

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本文編號：1174704