氧化鋅納米棒在透明導電薄膜用azo織構陶瓷中的應用研究【開題報告】

1、畢業(yè)設計開題報告畢業(yè)設計開題報告電子信息科學與技術電子信息科學與技術氧化鋅納米棒在透明導電薄膜用氧化鋅納米棒在透明導電薄膜用AZOAZO織構陶瓷中的應用研織構陶瓷中的應用研究1、選題的背景與意義選題的背景與意義隨著社會發(fā)展和科學技術的突飛猛進，人類對功能材料的需求日益迫切。新的功能材料已成為新技術和新興工業(yè)發(fā)展的關鍵。透明導電薄膜由于其獨特且優(yōu)越的光學和電學性能，而被廣泛應用于各種領域。目前商業(yè)化應用的ITO薄膜，其主要成分是稀有金屬I

2、n，生產(chǎn)成本高，限制了它的推廣和應用。但隨著可持續(xù)發(fā)展進程的加快和人們環(huán)保意識的提高，材料的無害化發(fā)展是必然趨勢。一種新型的透明導電薄膜鋁摻雜氧化鋅AZO，由于其不僅具備透明導電薄膜的共性，而且無毒，而逐漸成為研究的焦點。而其靶材的選擇在很大程度上會影響到制得的薄膜的性能，因此，對于性能優(yōu)越的靶材研究及制取也顯得尤為重要。1.1.透明導電薄膜（透明導電薄膜（TCO）的背景）的背景透明導電薄膜是一種對可見光高透射率和低電阻率的薄膜是功能薄

3、膜中比較有特色的一類。主要有金屬透明導電薄膜，氧化物透明導電薄膜，非氧化物透明導電薄膜和高分子透明導電薄膜。氧化物透明導電薄膜因其具有其獨特而優(yōu)越的性能而成為研究與制備的重點。透明導電薄膜的制備方法目前主要有磁控濺射法，化學氣相沉積法，等離子體濺射法，噴射熱分解法，脈沖激光法和溶膠凝膠法。這些方法各有特點及應用，其中磁控濺射技術由于濺射效率高、薄膜與基底的附著力好、可實現(xiàn)大面積鍍膜而成為制備透明導電薄膜的最常用方法。目前在太陽能電池，液

4、晶顯示器中已應用的ITO薄膜就是氧化物透明導電薄膜中最具有代表的一種，用ITO陶瓷靶進行磁控濺射得到的ITO薄膜具有高的可見光透射率（～90%）和紅外反射率，低的電阻率（1～4104Ω?cm），耐磨損，良好的機械強度和化學穩(wěn)定性。但因In、Sn為稀有金屬，有毒，其制備成本高且穩(wěn)定性差等缺點，限制了ITO的廣泛使用。而AZO薄膜不僅具有與ITO可比擬的電學和光學特性而且儲量豐富、易于制造、成本低、無毒、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點因此，AZO透明導電

5、薄膜的研究已成為熱點。2.2.取向靶材的研究背景及制備方法取向靶材的研究背景及制備方法3、研究的方法與技術路線：研究的方法與技術路線：本研究將首先利用濕化學方法在溫和條件下制備ZnO納米棒作為模板晶粒，并利用模板晶粒輔助生長（TGG）技術制備高度取向的AZO陶瓷靶材，并探討模板晶粒尺寸、電場強度與頻率、漿料濃度、燒結溫度等不同因素對坯體以及陶瓷體晶粒取向規(guī)律的影響，獲得優(yōu)化的工藝參數(shù)。（一）ZnO納米棒的合成過程如下：（1）將5克氯化鋅

6、在200毫升蒸餾水溶解后，滴加鹽酸直到溶液變?yōu)橥该鞯摹＃?）將氫氧化鈉溶液逐滴加入到上述溶液中，并劇烈攪拌，直到溶液的pH值達到8以上，然后將此過程產(chǎn)生的沉淀物過濾，將此沉淀物用蒸餾水在離心機（最大4500轉）中洗凈六次。（3）將4克高分子聚合物PVP完全溶于400毫升蒸餾水后，（4）將步驟（2）中得到的純凈的沉淀物添加到上述溶液中。在不斷劇烈攪拌下，使它們混合在一起。（5）將上述最終的溶液放在溫度為160℃并且氣壓為1兆帕的高壓滅菌器

7、中保持3個小時得到氧化鋅粉末。（二）AZO靶材的制備過程如下：（1）將陶瓷粉末配成具有流動性的泥漿，并將其漿料放入槽中，在電場力作用下，利用注漿成型方法獲得初坯，并將此初坯烘干成塊坯。（2）將上述塊坯真空塑封后，在壓力為200～300MPa下，進行冷等靜壓處理，保持一定時間，得到高致密度的靶材。（3）將上述樣品放入高溫箱式爐中，利用程序控溫燒結，得到具有一定取向度的陶瓷靶材。最后將得到的靶材通過XRD，SEM圖，觀察其特性，評價得到的靶