本文關(guān)鍵詞：AZO透明導(dǎo)電薄膜的制備及其性能研究

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【摘要】：傳統(tǒng)的透明導(dǎo)電氧化物薄膜材料In2O3:Sn(即ITO薄膜),由于稀有金屬元素銦資源短缺且有毒,使得開發(fā)替代ITO薄膜的透明導(dǎo)電氧化物薄膜成為研究熱點。鋁摻雜的氧化鋅(AZO)薄膜具有良好的導(dǎo)電性、可見光透過率高、原材料豐富等優(yōu)點,被認為是目前替代ITO最佳的候選材料。然而,AZO的實用化仍存在許多問題和困難,例如AZO薄膜的導(dǎo)電性與ITO薄膜材料相比仍有一定的差距,同時AZO的光電性能和微觀結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系等也十分重要,需要進行深入研究。為此,本文以提高AZO薄膜的光電性能為目標,對AZO薄膜的制備工藝以及A1摻雜量進行了系統(tǒng)的探究,主要內(nèi)容有：首先利用直流磁控濺射法,采用Al2O3 (2wt%)+ZnO陶瓷靶系統(tǒng)的探究了AZO薄膜制備的基本沉積條件。其次探究不同Al摻雜量對AZO薄膜的結(jié)構(gòu)與性能的影響。最后探究基本工藝參數(shù)(濺射氣壓、靶電流)對AZO薄膜結(jié)構(gòu)與性能的影響。主要結(jié)果如下：1、利用直流磁控濺射法制備了AZO薄膜,討論了樣品臺轉(zhuǎn)速以及靶基距離對薄膜的結(jié)構(gòu)和光電性能的影響。結(jié)果表明：本研究在保證AZO薄膜基本的光電性能,還實現(xiàn)了沉積速率高、室溫沉積等目標,為AZO薄膜的應(yīng)用打下堅實基礎(chǔ)。樣品臺轉(zhuǎn)速為0rpm,靶基距離為3cm,室溫下沉積的AZO薄膜電阻率為8.29×10-4Ω·cm,可見光透過率為89.04%。2、本文系統(tǒng)的探索了不同A1摻雜量對AZO薄膜結(jié)構(gòu)以及光電性能的影響。結(jié)果表明：過高的Al摻雜量會降低AZO薄膜的結(jié)晶質(zhì)量從而影響薄膜的電阻率,靶材中A1203質(zhì)量分數(shù)為1%時,AZO薄膜電阻率為4.68×10-4Ω·cm,可見光透過率為89.4%。3、探究了不同濺射氣壓、靶電流對AZO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響,結(jié)果表明：過高的電流和氣壓會導(dǎo)致薄膜的光電性能下降,濺射氣壓為0.15Pa,靶電流為2A時,薄膜的電阻率4×10-4Ω·cm,可見光透過率為89.51%。
【關(guān)鍵詞】：AZO透明導(dǎo)電膜 直流磁控濺射 透過率 電阻率
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-26
• 1.1 引言11-12
• 1.2 ZnO的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)12-15
• 1.2.1 ZnO的結(jié)構(gòu)特性12-13
• 1.2.2 ZnO的電學(xué)特性13-14
• 1.2.3 ZnO的光學(xué)特性14-15
• 1.3 摻鋁氧化鋅(AZO)薄膜的概述15-17
• 1.4 AZO薄膜的制備方法17-22
• 1.4.1 磁控濺射法17-19
• 1.4.2 溶膠-凝膠法19-20
• 1.4.3 脈沖激光沉積法20-21
• 1.4.4 分子束外延(MBE)21-22
• 1.5 AZO薄膜的應(yīng)用22-24
• 1.5.1 在薄膜太陽能電池上的應(yīng)用22-23
• 1.5.2 在顯示器上的應(yīng)用23
• 1.5.3 在氣敏元件上的應(yīng)用23-24
• 1.6 本論文的主要研究意義與內(nèi)容24-26
• 1.6.1 研究意義24-25
• 1.6.2 研究內(nèi)容25-26
• 第二章 薄膜的制備與表征26-33
• 2.1 實驗設(shè)備26
• 2.2 實驗方案與制備過程26-28
• 2.2.1 實驗方案26-27
• 2.2.2 薄膜的制備過程27-28
• 2.3 薄膜的結(jié)構(gòu)及形貌表征28-29
• 2.3.1 薄膜的厚度測量28
• 2.3.2 薄膜的的形貌表征28
• 2.3.3 薄膜結(jié)構(gòu)分析28-29
• 2.3.4 薄膜成分分析29
• 2.4 薄膜性能測試29-33
• 2.4.1 薄膜的電學(xué)性能29-31
• 2.4.2 薄膜的光學(xué)性能31-33
• 第三章 AZO透明導(dǎo)電薄膜基本沉積條件的選擇33-47
• 3.1 引言33
• 3.2 樣品臺轉(zhuǎn)速對AZO薄膜結(jié)構(gòu)及性能的影響33-39
• 3.2.1 樣品臺轉(zhuǎn)速對AZO薄膜結(jié)構(gòu)的影響34-37
• 3.2.2 樣品臺轉(zhuǎn)速對AZO薄膜電學(xué)性能的影響37-38
• 3.2.3 樣品臺轉(zhuǎn)速對AZO薄膜光學(xué)性能的影響38-39
• 3.2.4 性能指數(shù)Φ_(TC)39
• 3.3 靶基距離對AZO薄膜結(jié)構(gòu)及性能的影響39-45
• 3.3.1 靶基距離對AZO薄膜結(jié)構(gòu)的影響40-43
• 3.3.2 靶基距離對AZO薄膜電學(xué)性能的影響43-44
• 3.3.3 靶基距離對AZO薄膜光學(xué)性能的影響44-45
• 3.3.4 性能指數(shù)Φ_(TC)45
• 3.4 靶基距離為3cm時兩種電流下AZO薄膜的結(jié)構(gòu)與性能的對比45-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第四章 不同Al摻雜量AZO薄膜的制備與性能研究47-55
• 4.1 引言47
• 4.2 Al摻雜量對AZO薄膜結(jié)構(gòu)的影響47-50
• 4.3 A摻雜量對AZO薄膜電學(xué)性能的影響50-52
• 4.4 Al摻雜量對AZO薄膜光學(xué)性能的影響52-54
• 4.5 性能指數(shù)Φ_(TC)54
• 4.6 本章小結(jié)54-55
• 第五章 工藝參數(shù)對AZO薄膜的結(jié)構(gòu)與性能的影響55-65
• 5.1 引言55
• 5.2 工藝參數(shù)對AZO薄膜結(jié)構(gòu)的影響55-60
• 5.2.1 濺射氣壓55-57
• 5.2.2 靶電流57-60
• 5.3 工藝參數(shù)對AZO薄膜性能的影響60-63
• 5.3.1 濺射氣壓60-61
• 5.3.2 靶電流61-63
• 5.3.3 性能指數(shù)Φ_(TC)63
• 5.4 本章小結(jié)63-65
• 第六章 結(jié)論與展望65-67
• 6.1 結(jié)論65
• 6.2 展望65-67
• 致謝67-69
• 參考文獻69-75
• 附錄：攻讀碩士學(xué)位期間的成果目錄75

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本文編號：993193