室溫下采用射頻（RF）磁控濺射在玻璃襯底上制備鎵鋁共摻雜氧化鋅（GAZO）薄膜。采用X射線衍射儀、紫外-可見-近紅外分光光度計、四探針測試儀和紫外光電子能譜等表征方法研究射頻功率和工作壓強與薄膜結(jié)構(gòu)、光學(xué)和電學(xué)性能之間的關(guān)聯(lián)。結(jié)果表明:不同條件下制備的GAZO薄膜均具有六方纖鋅礦晶體結(jié)構(gòu),沿垂直襯底的（002）方向擇優(yōu)取向,在可見光波段（400～700 nm）的平均透射率均高于90%;在射頻功率和工作壓強分別為200 W和0.20 Pa條件下制備的GAZO薄膜具有最低的電阻率(1.40×10^-3Ω·cm)和最高的品質(zhì)因子(8.10×10^-3Ω^-1)。GAZO薄膜優(yōu)良的光電性能使其有很大潛力作為透明電極應(yīng)用于光電器件。 

【文章來源】：材料導(dǎo)報. 2020,34(12)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

不同射頻功率下制備的GAZO薄膜的X射線衍射譜

表1 GAZO薄膜半高寬、(002)峰值位置、晶粒大小和均方根粗糙度與射頻功率之間的關(guān)聯(lián)Table 1 Dependence of FWHM, position of the (002) peak, grain size and Rrms on RF power of GAZO thin films RF power/W FWHM/(°) 2θ/(°) Grain size/nm Rrms/nm 120 0.322 34.443 25.82 2.08 160 0.288 34.436 28.87 2.31 200 0.286 34.433 29.07 2.55 240 0.228 34.401 36.46 2.792.2 GAZO薄膜的光學(xué)性能

光透射率是反映透明導(dǎo)電薄膜光電性能的關(guān)鍵參數(shù)之一。若將透明導(dǎo)電薄膜作為透明電極使用,其可見光波段平均透射率需高于85%。圖3a、b分別為在不同濺射功率下制備的GAZO薄膜的透射率光譜和吸收光譜。由圖3a可知,不同功率下制備的GAZO薄膜的可見光波段平均透射率都在90%以上,說明其光學(xué)性能均能夠滿足透明電極的要求。其中,射頻功率為200 W時制備的薄膜平均透射率最大,達95.74%,而射頻功率為120 W時制備的薄膜平均透射率最小,為91.70%。隨著濺射功率的增加,晶粒尺寸的變化可能導(dǎo)致透射峰紅移。由圖3 b可知,在320 nm波長附近,GAZO薄膜存在吸收峰值。這可能是由ZnO半導(dǎo)體的本征吸收引起電子從價帶到導(dǎo)帶的帶間躍遷造成[37]。GAZO薄膜為直接帶間躍遷,其光學(xué)禁帶寬度可根據(jù)Tauc方法[38]估算。吸收系數(shù)α隨入射光子能量的變化關(guān)系見式(2):

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3464169