【摘要】：透明導(dǎo)電薄膜作為觸摸屏、平板顯示器和太陽(yáng)能電池等光電器件的重要組成部分,其制備工藝直接影響到光電器件的成本和效率。與真空蒸鍍、濺射等物理方法相比,溶膠凝膠法在制備透明導(dǎo)電薄膜時(shí),具有操作簡(jiǎn)單、成本低廉、可大面積制備等優(yōu)勢(shì),吸引了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。但是,傳統(tǒng)溶膠凝膠法制備透明導(dǎo)電薄膜的過(guò)程中,必須經(jīng)過(guò)高溫退火處理才能獲得良好光電性能,這極大地限制了此方法在柔性光電子領(lǐng)域中的應(yīng)用。針對(duì)這一問(wèn)題,我們使用自燃燒法與深紫外脈沖激光輻照相結(jié)合的方法,有效降低了溶膠凝膠法制備薄膜的溫度,在較低(200℃)退火溫度下,獲得了與商用ITO光電性質(zhì)相同的IZO透明導(dǎo)電薄膜。主要研究?jī)?nèi)容如下:1、研究了自燃燒法制備IZO薄膜的過(guò)程中退火溫度和前驅(qū)體溶液In與Zn比例對(duì)薄膜的晶體結(jié)構(gòu)和光電性質(zhì)的影響。獲得了IZO薄膜電阻率隨薄膜中In和Zn的摩爾比例的變化規(guī)律,確定了在In與Zn的優(yōu)化比例。通過(guò)熱重-差熱分析研究了自燃燒反應(yīng)過(guò)程中IZO薄膜的放熱和失重與薄膜的電學(xué)性質(zhì)的關(guān)系。2、研究了深紫外激光輻照對(duì)自燃燒法制備的IZO薄膜光電性質(zhì)的影響。我們分別研究了深紫外激光輻照對(duì)不同In與Zn比例、不同退火溫度處理的IZO薄膜的光電性質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)紫外激光輻照可有效提高薄膜的導(dǎo)電性,與未經(jīng)過(guò)激光輻照的樣品相比,電導(dǎo)率可提高一個(gè)量級(jí)。同時(shí),還研究了激光輻照能量密度的變化對(duì)IZO薄膜結(jié)晶性,表面形貌以及光電性質(zhì)的影響。3、研究了深紫外激光輻照對(duì)IZO薄膜的作用機(jī)理。我們通過(guò)FTIR的測(cè)試分析,研究了深紫外脈沖激光輻照所引起的光、熱效應(yīng)對(duì)IZO薄膜中的有機(jī)雜質(zhì)與羥基的去除作用。通過(guò)對(duì)比輻照前后IZO的XPS能譜,分析了深紫外激光輻照后薄膜中金屬與氧離子的化學(xué)鍵的變化情況及其對(duì)電學(xué)性質(zhì)的影響。利用深紫外激光輻照和自燃燒法相結(jié)合的方法,我們?cè)?00℃低溫退火條件下成功制備出電阻率為4.2×10~(-3)?cm,透過(guò)率為91.8%(在550 nm處)的IZO薄膜。表明該方法可有望應(yīng)用于大面積、柔性光電器件的制備。
【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】：2018
【分類號(hào)】：TB383.2
【圖文】：

第一章 緒 論 透明導(dǎo)電薄膜簡(jiǎn)介及應(yīng)用透明導(dǎo)電薄膜(Transparent conductors)是一種在可見(jiàn)光波段具有高透過(guò)率，同時(shí)又兼好導(dǎo)電性的光電材料[1,2]。對(duì)于傳統(tǒng)導(dǎo)電薄膜而言，其光學(xué)透明性與導(dǎo)電性是不能兼，然而透明導(dǎo)電薄膜的打破了這一傳統(tǒng)的規(guī)律，因?yàn)槠浼婢吒咄高^(guò)性與導(dǎo)電性的特透明導(dǎo)電薄膜在電子器件、傳感器、光學(xué)等許多領(lǐng)域都起著至關(guān)重要的作用，截止2016 年其市場(chǎng)份額約為 30 億美元。透明導(dǎo)電薄膜的發(fā)展可以追溯到上個(gè)世紀(jì)，圖 1-1明導(dǎo)電薄膜的發(fā)展進(jìn)程。在 1902 年，人們首次研究生產(chǎn)的透明導(dǎo)電材料是 CdO 粉隨后在 1907 年，Bakdeker 使用氧化濺射法制備了第一個(gè) CdO 透明導(dǎo)電氧化物薄膜隨后 R. Groth 組曾在 1969 年報(bào)道，使用噴霧法制備出透明導(dǎo)電 ITO 薄膜[4]，隨著的發(fā)展使得 ITO 薄膜的光電性能逐漸的提高[5-9]，至今 ITO 薄膜仍是透明導(dǎo)電薄膜的主力。

圖 1-2 透明導(dǎo)電薄膜在柔性光電子器件領(lǐng)域中的應(yīng)用導(dǎo)電薄膜種類及研究進(jìn)展明導(dǎo)電領(lǐng)域人們研究的材料種類主要有以碳材料為代表的二維材料，化物透明導(dǎo)電薄膜,如圖 1-3 所示。其中新型碳基材料透明導(dǎo)電薄膜近前碳材料主要以石墨烯和碳納米管為研究熱點(diǎn)，使用化學(xué)氣相沉積法有良好的導(dǎo)電性，同時(shí)也被成功應(yīng)用到了柔性的光電子器件中，但石成本過(guò)高并且不能大面積生產(chǎn)等問(wèn)題[23-26]。在 2004 年，Wu 組在 Sci有關(guān)于使用碳納米管作為透明電極的文章，收到了廣泛的關(guān)注[27]。但終無(wú)法克服碳納米管接觸電阻較大的問(wèn)題，使碳納米管在透明導(dǎo)電領(lǐng)大限制[28,29]。米線因其具有價(jià)格低廉，可大面積制備，良好的光電性質(zhì)等優(yōu)勢(shì)成為008 年 Peter Peumans 等率先使用銀納米線制備出了導(dǎo)電性良好的透明電池中[30]。但金屬納米線作為透明導(dǎo)電薄膜仍存在很多問(wèn)題，如納米[31

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 徐萬(wàn)勁;磁控濺射技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用(上)[J];現(xiàn)代儀器;2005年05期

2 高國(guó)棉,陳長(zhǎng)樂(lè),王永倉(cāng),陳釗,李譚;脈沖激光沉積(PLD)技術(shù)及其應(yīng)用研究[J];空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年03期

3 王兆陽(yáng),胡禮中,孫捷,孟慶端,蘇英美;激光分子束外延技術(shù)及其在氧化鋅薄膜制備中的應(yīng)用[J];中國(guó)稀土學(xué)報(bào);2003年S1期

4 敖育紅,胡少六,龍華,徐業(yè)斌,王又青;脈沖激光沉積薄膜技術(shù)研究新進(jìn)展[J];激光技術(shù);2003年05期

本文編號(hào)：2715639