衬底温度对Sn掺杂ZnO薄膜结构、电学和光学性能的影响

采用射频磁控溅射技术在石英衬底上制备了掺杂浓度为0.5%(原子分数)的ZnO∶Sn(TZO)薄膜,研究了不同衬底温度下薄膜的结构、形貌、电学和光学的性能。研究发现,TZO薄膜沿着C轴择优生长,在400℃时结晶度最好,最低电阻率为2.619×10-2Ω·cm,在可见光范围内具有较好的透光率。

退火条件对Sn掺杂ZnO薄膜光电性能的影响

采用溶胶-凝胶法在普通载玻片上制备Sn掺杂ZnO薄膜(SZO薄膜)。研究空气退火、低真空退火、高真空退火、氮气退火、三高退火、循环退火6种不同退火条件对SZO薄膜光电性能的影响。结果表明:6种不同的退火条件制备的SZO薄膜均为纤锌矿结构且具有c轴择优取向生长的特性。高真空退火下,SZO薄膜的结晶状况和电学性质最优,最低电阻率可达到5.4×10^(-2)Ω·cm。薄膜的可见光区平均透过率均大于85%。薄膜在390nm和440nm附近(325nm光激发下)都出现光致发光峰,在空气、氮气、低真空中退火后薄膜440nm处发光强度最为显著。

不同退火条件下Sn掺杂浓度对ZnO薄膜性能影响

采用溶胶-凝胶法提拉镀膜制备Sn掺杂ZnO薄膜,研究了空气退火、高真空退火(10-2Pa)、低真空退火(1 Pa)和循环退火四种条件下Sn掺杂浓度对SZO薄膜光电性能的影响。结果表明:四种退火条件下不同Sn掺杂浓度时制备的SZO薄膜均为纤锌矿结构且具有C轴择优取向生长特性,当Sn掺杂浓度为5 at.%时SZO薄膜的结晶生长最好。高真空退火条件下Sn掺杂浓度为3 at.%时,电学性能最优,其电阻率可达到5.4×10^(-2)Ω·cm。当Sn掺杂浓度小于3 at.%时,薄膜的可见光区平均透过率均大于85%,当掺杂浓度高于3 at.%时,薄膜的透过率随着掺杂浓度的增大而降低。

退火气氛对溶胶-凝胶法制备ZnO∶Sn薄膜性能的影响

采用溶胶-凝胶法以旋涂的方式在石英玻璃上制备锡掺氧化锌(ZnO∶Sn)透明导电薄膜,在不同的退火气氛下对薄膜进行热处理,以此研究退火气氛对薄膜的微观结构和光电性能的影响。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计和四探针测试仪等手段对薄膜样品进行分析表征,实验表明:不同气氛条件下热处理的ZnO∶Sn薄膜仍为六方纤锌矿结构并沿c轴择优生长,且在可见光范围(400~900 nm)样品的平均透过率均超过80%。其中,在氮气气氛下退火处理的薄膜电阻率减小至3.152×10^(-2)Ω·cm,在惰性气体中热处理有效提高了薄膜的光电特性。

缓冲层对溶胶凝胶制备ZnO∶Sn薄膜性能的影响

采用溶胶凝胶旋涂法,在石英衬底上引入缓冲层制备ZnO∶Sn薄膜。利用四探针电阻率测试仪、X射线衍射仪(XRD)、光致发光(PL)谱仪、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)等测试手段对薄膜的微观结构和光电性能进行表征。结果表明:所制样品均呈现六角纤锌矿晶体结构并沿C轴择优生长,薄膜的结晶质量和光电性能达到改善,适当厚度的缓冲层可以有效缓解薄膜和衬底间的晶格失配。随着缓冲层厚度的增加,薄膜的电导率以及在可见光范围的透过率先增大后减小。制备两层缓冲层薄膜性能最优,电阻率达到9.5×10-3Ω·cm,可见光波段的平均透过率为91%。