衬底温度对共溅射法制备TZO薄膜光电性能的影响

以金属Ti和ZnO陶瓷作为溅射靶材,采用直流和射频双靶磁控共溅射方法在玻璃衬底上制备Ti掺杂ZnO(TZO)透明导电薄膜,探究了衬底温度对薄膜光电性能的影响。采用扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计和四探针测试仪对薄膜微观形貌、结构及光电性能进行了表征和分析。结果表明:制备的TZO薄膜均具有C轴取向生长的六角纤锌矿结构,衬底温度为350℃时TZO薄膜结晶质量最好,电阻率最小,为2.78×10^(-3)Ω·cm,品质因子最高,达到334.1S/cm。所有薄膜样品在波长380～780nm区间平均透过率大于91%,随着衬底温度的升高,TZO薄膜的吸收边出现了蓝移。

柔性PET衬底上低温制备TZO透明导电薄膜

利用直流磁控溅射法,在室温水冷柔性PET衬底上成功制备出了掺钛氧化锌透明导电薄膜(TZO)。通过X射线衍射和扫描电镜等表征方法对薄膜结构和特性进行测试分析,研究了靶与衬底之间的距离(靶基距)对TZO薄膜表面形貌、结构、力学、电学和光学性能的影响。结果表明,实验制备的柔性TZO透明导电薄膜为具有c轴择优取向的六角纤锌矿结构的多晶薄膜;靶基距对PET衬底上的柔性TZO薄膜的性能有较大的影响。随着靶基距从42 mm增大到70 mm,薄膜的生长速率由22.46 nm/min降低到6.92 nm/min;薄膜的电阻率先由55.99×10-4Ω.cm快速减小到5.34×10-4Ω.cm后略有增大并趋稳,5.34×10-4Ω.cm为最小电阻率,其靶基距为52 mm;70 mm靶基距时样品薄膜应力最小,为0.4914 GPa;所有样品的可见光区平均透过率都高于90.97%。

钛铝共掺杂氧化锌和钛掺杂氧化锌透明导电薄膜的制备与性能对比研究

利用直流磁控溅射法,在相同实验条件下成功沉积出了钛掺杂氧化锌(TZO)透明导电薄膜和钛铝共掺杂氧化锌(TAZO)透明导电薄膜,并对两种薄膜的结构、应力和光电性能进行了对比研究。结果表明:两种薄膜均为具有c轴择优取向的六角纤锌矿结构多晶薄膜;TAZO薄膜的导电性能优于TZO薄膜,100 W溅射功率下制备的TZO薄膜的电阻率具有其最小值5.17×10-4Ω.cm,而相同功率下TAZO薄膜的电阻率为3.88×10-4Ω.cm;同时TAZO薄膜的光学性能也优于TZO薄膜,所有TAZO薄膜样品的可见光透过率均大于91%,而TZO薄膜的可见光透过率均大于85%。

磁控溅射功率对Ti掺杂ZnO薄膜结构和光电性能的影响

为了深入研究Ti掺杂ZnO薄膜的光电性能,采用射频磁控溅射技术在硅和玻璃基底上沉积Ti掺杂ZnO(TZO)薄膜.分别利用表面轮廓仪、X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、UV-3600分光光度计和HMS-2000霍尔效应测试系统等表征手段分析溅射功率对TZO薄膜微观结构及光电性能的影响.结果表明:溅射功率对薄膜样品沉积速率的影响呈现先升后降的趋势,对电阻率的影响正好相反.当溅射功率为100W时,薄膜的沉积速率最大,为7.96nm/min,此时电阻率为最小的1.02×10-3Ω·cm;所有TZO薄膜在可见光波段的平均透过率均高于80%,为透明导电薄膜.Ti掺杂后的ZnO薄膜仍为六角纤锌矿结构,具有良好的c轴择优取向,溅射功率为100W时其微观结构均匀、平整、致密,表面形貌最好.

溶胶-凝胶法制备ZnO:Sn(TZO)薄膜

以普通玻璃为衬底,采用溶胶-凝胶旋涂法制备出c轴择优取向性、高可见光透过率以及低电阻率的ZnO：Sn（TZO）薄膜。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、四探针及紫外-可见分光光度计（UV-VIS）等手段,研究了不同Sn掺杂浓度对薄膜的晶体结构、表面形貌、电学和光学特性的影响。实验结果表明,在500℃的空气中热处理,然后在低温环境快速冷却,得到的TZO薄膜均具有六角纤锌矿结构,且呈c轴择优取向,薄膜在可见光范围内平均透光率超过90%,同时当Sn掺杂浓度为3 at.%时,薄膜的电阻率达到最小值8.2×10-1Ω.cm。

溅射压强对柔性PET衬底ZnO薄膜性能的影响

利用直流磁控溅射法,在室温水冷柔性PET衬底上成功制备出了掺钛氧化锌(ZnO:Ti,TZO)透明导电薄膜。通过X射线衍射(XRD)研究了薄膜的结构,用扫描电镜(SEM)研究了薄膜的表面形貌,用四探针和紫外-可见分光光度计等仪器对薄膜的特性进行测试分析,研究了溅射压强对ZnO:Ti薄膜表面结构、形貌、力学、电学和光学性能的影响。结果表明,溅射压强对PET衬底上的TZO薄膜的性能有显著的影响,实验制备的ZnO:Ti薄膜为具有C轴择优取向的六角纤锌矿结构的多晶薄膜;当溅射压强从2Pa增加到4Pa时,薄膜的电阻率由10.87×10-4Ω.cm快速减小到4.72×10-4Ω.cm,随着溅射压强由4Pa继续增大到6Pa,薄膜的电阻率变化平缓,溅射压强为5Pa时薄膜的电阻率最小,为4.21×10-4Ω.cm;经计算得到6Pa时样品薄膜应力最小,为0.785 839GPa;所有样品都具有高于91%的可见光区平均透过率。