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1、1畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告電氣工程與自動(dòng)化電氣工程與自動(dòng)化ZnOSnO2ZnOSnO2透明導(dǎo)電薄膜光電特性研究透明導(dǎo)電薄膜光電特性研究一、一、選題的背景與意義:選題的背景與意義:隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,透明導(dǎo)電薄膜材料被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路、平面顯示器、抗靜電涂層等諸多領(lǐng)域,市場(chǎng)規(guī)模巨大。1.1.透明導(dǎo)電薄膜的概述透明導(dǎo)電薄膜的概述自然界中往往透明的物質(zhì)不導(dǎo)電如玻璃、水晶、水等,導(dǎo)電的或者說(shuō)導(dǎo)電性好的物質(zhì)往往又不透明如金
2、屬材料、石墨等。但是在許多場(chǎng)合恰恰需要某一種物體既導(dǎo)電又透明例如液晶顯示器、等離子體顯示器等平板顯示器和太陽(yáng)能電池光電板中的電極材料就是需要既導(dǎo)電又透明的物質(zhì)。透明導(dǎo)電薄膜是薄膜材料科學(xué)中最重要的領(lǐng)域之一,它的基本特性是在可見(jiàn)光范圍內(nèi),具有低電阻率,高透射率,也就是說(shuō),它是一種既有高的導(dǎo)電性,又對(duì)可見(jiàn)光有很好的透光性,而對(duì)紅外光有較高反射性的薄膜。正是因?yàn)樗鼉?yōu)異的光電性能,它被廣泛的應(yīng)用在各種光電器件中,例如:平面液晶顯示器(LCD),
3、太陽(yáng)能電池,節(jié)能視窗,汽車(chē)、飛機(jī)的擋風(fēng)玻璃等。自從1907年Badeker制作出CdO透明導(dǎo)電薄膜以后,人們先后研制出了In2O3,SnO2,ZnO等為基體的透明導(dǎo)電薄膜。目前世界研究最多的是摻錫In2O3(簡(jiǎn)稱ITO)透明導(dǎo)電薄膜,摻鋁ZnO(簡(jiǎn)稱AZO)透明導(dǎo)電薄膜。同時(shí),人們還開(kāi)發(fā)了CdInO4、Cd2SnO4、Zn2SnO4等多元透明氧化物薄膜。2.SnO2基薄膜基薄膜SnO2(Tinoxide,簡(jiǎn)稱TO)是一種寬禁帶半導(dǎo)體材料
4、,其禁帶寬度Eg=3.6eV,n型半導(dǎo)體。本征SnO2薄膜導(dǎo)電性很差,因而得到廣泛應(yīng)用的是摻雜的SnO2薄膜。對(duì)于SnO2來(lái)說(shuō),五價(jià)元素的摻雜均能在禁帶中形成淺施主能級(jí),從而大大改善薄膜的導(dǎo)電性能。目前應(yīng)用最多、應(yīng)用最廣的是摻氟二氧化錫(SnO2:F,簡(jiǎn)稱FTO)薄膜和摻銻二氧化錫(SnO2:Sb簡(jiǎn)稱ATO)薄膜。SnO2:Sb薄膜中的Sb通常以替代原子的形式替代Sn的位置。摻雜Sb濃度不同,3利用水熱法制備不同比例ZnOSnO2的二元
5、納米粉體,表征ZnOSnO2的微結(jié)構(gòu)及相應(yīng)粉體和薄膜的光電特性,探索用該濕化學(xué)方法制備的不同比例ZnOSnO2在透明導(dǎo)電薄膜中的應(yīng)用。2.擬解決的主要問(wèn)題擬解決的主要問(wèn)題a)探索不同比例的ZnO和SnO2對(duì)透明導(dǎo)電薄膜的光電特性的影響,探尋ZnO和SnO2的最佳配比;b)分析納米產(chǎn)物中的各元素的表面化學(xué)特性;制備不同比例ZnOSnO2的二元納米粉體,研究各組分不同含量、pH值、反應(yīng)條件等對(duì)產(chǎn)物結(jié)晶狀態(tài)、形貌和性能的影響。三、三、研究的方
6、法與技術(shù)路線:研究的方法與技術(shù)路線:本課題探究ZnOSnO2的光電特性,首先應(yīng)當(dāng)制作出不同比例的ZnOSnO2的二元氧化物的納米粉體,然后測(cè)量其光電特性,具體指透光率和電阻率,根據(jù)結(jié)果分析得到最佳ZnO和SnO2的配比。1.制作出制作出ZnOSnO2的二元納米粉體的二元納米粉體本課題將用水熱法制作ZnOSnO2的二元納米粉體,分成兩個(gè)步驟完成,如圖(1)所示。a)Zn2和Sn2沉淀的制備沉淀的制備將一定的二水合乙酸鋅溶于乙二醇甲醚中,置
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