高溫PLD制備Al摻雜ZnO薄膜及其性質(zhì)研究.pdf

1、ZnO是一種具有良好光電性能的半導(dǎo)體材料，其在眾多領(lǐng)域都有很廣泛的應(yīng)用前景。Al摻雜ZnO(AZO)透明導(dǎo)電薄膜，是ZnO領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。AZO具有良好的透光性、高電導(dǎo)率及其價(jià)格低廉、來(lái)源豐富、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)，是最有希望代替ITO薄膜的TCO材料。
　　在本論文中，我們利用脈沖激光沉積技術(shù)，在c面藍(lán)寶石和石英基片上制備了一系列AZO薄膜。通過(guò)原子力顯微鏡、X射線衍射、透射光譜及四探針電阻測(cè)量技術(shù)，對(duì)薄膜表面形貌、結(jié)晶質(zhì)量、光學(xué)性能

2、及電學(xué)性能進(jìn)行了表征，研究了沉積溫度和氧氣壓力對(duì)AZO薄膜生長(zhǎng)和光電特性的影響。主要研究成果如下:
　　(1)隨著溫度的升高，AZO薄膜的晶粒尺寸逐漸變大。在800℃時(shí)，薄膜粗糙度略有增加，但仍然屬于原子級(jí)平滑。所有樣品均為c軸取向，與藍(lán)寶石基片有著很好的外延關(guān)系，并且隨著溫度的提高，薄膜的結(jié)晶質(zhì)量有很大的提高。薄膜的紫外吸收邊存在一定的差異，其光學(xué)帶隙隨著沉積溫度的增加而逐漸減小。薄膜的透光性很好，特別是在800℃下制備的樣品，

3、其在可見(jiàn)光區(qū)域的平均透射率高達(dá)95％。隨著生長(zhǎng)溫度的提高，薄膜的電阻率有所上升，但是800℃下制備的AZO薄膜電阻率依然處在較低的水品。
　　(2)在800℃的高溫下，隨著氧分壓的提高，薄膜晶粒尺寸逐漸變大，表面粗糙度逐漸變大，但相對(duì)而言，還是較為平整，屬于原子級(jí)平滑。所有樣品也均為c軸取向，并與藍(lán)寶石基片之間有良好的外延關(guān)系。薄膜的結(jié)晶質(zhì)量在氧分壓為0.1 Pa時(shí)最好。薄膜的紫外吸收邊受氧分壓的影響很小。所有樣品在可見(jiàn)光區(qū)域都具