透明導電CuAlO-,2-薄膜制備和光電性質的研究.pdf

1、CuAlO<,2>(CAO)透明薄膜是1997年Kawazoe等人通過新的材料設計思想，首次制備出的銅鐵礦結構p型直接帶隙透明氧化物薄膜。利用該薄膜已成功制作了透明的臭氧傳感器和透明光電板等器件，顯示了CAO有明確的應用前景。CuAlO<,2>已經(jīng)成為當前透明導電薄膜領域的研究熱點之一。 本文采用直流磁控濺射法用銅鋁氧陶瓷靶制備出高質量的CuAlO<,2>薄膜，用XRD、SEM、XPS和紫外可見、紅外分光光度計等測試手段對沉積的

2、薄膜進行了表征和分析。分析了CAO薄膜的導電機制，用Van der Pauw方法對樣品的電學特性進行了測量。研究了退火溫度和氧氬比對光電特性的影響。 XRD分析表明，制備的CAO薄膜為多晶結構，退火處理能使其結晶度提高。AFM和SEM表明，樣品表面較平整，粗糙度較小，且晶粒較致密。XPS分析表明：Cu元素僅是以+1價的形式存在；Al元素僅是以+3價的形式存在，與CAO中Cu、Al價態(tài)吻合。 薄膜的光譜分析結果表明：薄膜樣

3、品的可見光透射率高達80％，隨著氧濃度和基片溫度的升高，薄膜的透射率減小，隨著工作壓強的升高、靶距的提高，薄膜的透光率會上升。透光率隨退火溫度升高而增大，有“藍移”現(xiàn)象，隨著濺射時間的增加，薄膜的透射率減小，也有“藍移”現(xiàn)象。 薄膜的電學性能分析結果表明，CAO薄膜的電阻率受退火溫度和氧氬比的影響較大。隨著退火溫度的升高，電阻率減小，載流子濃度和遷移率增大。隨著氧氬比的增大，電阻率先減小后增大，遷移率增大。 根據(jù)對CAO