玻璃基ZnO：Al薄膜的射頻磁控濺射法制備及其結(jié)構(gòu)和性能表征.pdf

1、由于鋁摻雜氧化鋅(AZO)薄膜具有與ITO薄膜相媲美的光電性能，并且其制備原料價(jià)格便宜、無毒、儲(chǔ)量豐富，在氫等離子體中的穩(wěn)定性優(yōu)于ITO薄膜，因而已經(jīng)成為在透明導(dǎo)電薄膜領(lǐng)域內(nèi)最具潛力的ITO的替代材料之一。關(guān)于AZO薄膜的研究已經(jīng)很多，本文的創(chuàng)新點(diǎn)是：使用在AZO薄膜的制備工藝中引入了同質(zhì)緩沖層的方法，改善了薄膜的結(jié)構(gòu)，提高了薄膜的光電性能。 本文在不同工藝條件下用射頻磁控濺射法制備了AZO薄膜，并研究了工藝參數(shù)變化對(duì)薄膜的結(jié)構(gòu)

2、與性能的影響。在此基礎(chǔ)上，在不同條件下制備了AZO同質(zhì)緩沖層，研究了緩沖層厚度和制備溫度對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)與光電性能的影響。得出主要結(jié)論如下： 1)XRD測(cè)試分析表明，在不同的制備條件下得到的AZO薄膜均會(huì)在(002)面擇優(yōu)取向生長(zhǎng)，這是由氧化鋅(002)面的表面自由能最低所決定的。XPS測(cè)試分析表明，薄膜中的主要元素成分為鋅和氧，鋅以二價(jià)形式存在，而氧以負(fù)二價(jià)形式存在，由于鋁元素在薄膜中含量很少，XPS圖譜中沒有發(fā)現(xiàn)鋁元素的存在。

3、 2)所制備的AZO薄膜具有高可見光透過率(80％-85％)，在4000-400cm<'-1>波數(shù)范圍內(nèi)有較高的中紅外反射率(15％-75％)，方塊電阻最低可達(dá)12 Ω/□左右。 3)引入AZO同質(zhì)緩沖層可以有效改善薄膜的結(jié)構(gòu)，提高薄膜的光電性能。緩沖層可以降低AZO薄膜與襯底間的失配度，減小薄膜中的殘余應(yīng)力，使薄膜晶粒尺寸變大，從而優(yōu)化薄膜結(jié)構(gòu)。適當(dāng)厚度的同質(zhì)緩沖層可以降低AZO薄膜的方塊電阻至37 Ω/□，使薄膜的紫外截

4、止邊發(fā)生藍(lán)移(335nm-324nm)，增加薄膜的紅外反射率至70％，同時(shí)不會(huì)明顯影響薄膜的可見光透過率。室溫下最佳的緩沖層制備條件為：濺射功率100W，濺射氬氣壓0.25Pa，濺射時(shí)間5min。在不同襯底溫度下引入的緩沖層對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)與性能均會(huì)產(chǎn)生有利的作用。當(dāng)緩沖層沉積溫度為300℃時(shí)，所得到的AZO薄膜的晶粒尺寸達(dá)到最大值28.18nm，薄膜具有最小的內(nèi)應(yīng)力0.07601GPa，最高的紅外反射率67％，但是薄膜的透過率并不會(huì)發(fā)生明顯