摻鈦氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜的制備及性能研究.pdf

1、透明導(dǎo)電氧化物(TCO)作為一種重要的光電子信息材料，在制造發(fā)光器件、薄膜太陽能電池、表面聲波器件、傳感器、平板液晶顯示器和紅外反射器等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在這類材料中，本征氧化鋅(ZnO)是一種寬禁帶(3.37 eV)的n型半導(dǎo)體材料，易產(chǎn)生缺陷和進(jìn)行雜質(zhì)摻雜，相對于銦錫氧化物(ITO)和SnO2而言，具有原材料資源豐富、價(jià)格低廉、沉積溫度相對較低和在氫等離子體環(huán)境中穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，是一種最有希望替代ITO的材料。
　　要實(shí)現(xiàn)

2、ZnO基透明導(dǎo)電薄膜在這些光電器件中的廣泛應(yīng)用，首先必須得到性能良好的n型薄膜材料。ZnO的n型摻雜主要集中在ⅢA族元素(如Al、Ga、In)，而理論研究表明Ti也是一種良好的n型摻雜元素。目前，有很多種方法可以用來制備Ti摻雜的ZnO薄膜，例如原子層沉積(ALD)、化學(xué)浴沉積(CBD)、磁控濺射(MS)和脈沖激光沉積(PLD)等。在這些制備方法中，脈沖激光沉積有許多優(yōu)勢:首先脈沖激光沉積技術(shù)制備的薄膜，具有良好的靶、膜成分一致性，我們

3、可以較容易的控制薄膜的成分;其次，通過脈沖激光產(chǎn)生的燒蝕物具有較高的能量，可以實(shí)現(xiàn)在較低溫度下結(jié)晶，這對于在柔性襯底上制備結(jié)晶氧化物薄膜非常有利，而晶態(tài)薄膜的導(dǎo)電性通常會優(yōu)于非晶薄膜。
　　本文利用脈沖激光沉積技術(shù)，以TiO2-ZnO混合陶瓷作為靶材，在玻璃襯底上制備了TZO透明導(dǎo)電薄膜。利用X射線衍射儀(XRD)、原子力顯微鏡(AFM)、X射線光電子能譜儀(XPS)、霍爾測試系統(tǒng)、紫外-可見分光光度計(jì)以及表面輪廓儀等測試手段，研