SnO2薄膜的反應(yīng)磁控濺射制備工藝、光學性能及多孔微觀結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、SnO2是一種天然的寬禁帶n型半導體，具有高載流子遷移率（250 cm2/V·s）、在可見光范圍內(nèi)透光率高、室溫下激子結(jié)合能高達130meV等優(yōu)點。因此，該類薄膜在透明導電薄膜、氣敏探測器和光電器件等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。由于SnO2的缺陷態(tài)是其各項性能的主要影響因素，對其光學性能的表征又可以揭示其缺陷態(tài)的性質(zhì)，因此，該項研究引起了廣泛的關(guān)注；另外，納米結(jié)構(gòu)的SnO2薄膜將對其光學性能也會產(chǎn)生重要影響。
　　本文首先利用磁控濺射和

2、掃描電鏡（SEM）等設(shè)備，研究了反應(yīng)磁控濺射（RMS）的制備工藝參數(shù)對SnO2薄膜沉積速率、微觀結(jié)構(gòu)的影響；其次，利用管式氣氛保護加熱爐、紫外-可見光譜儀和光致發(fā)光等設(shè)備，研究了退火工藝對SnO2薄膜的光吸收、光致發(fā)光（PL）等性能的影響，簡要分析了PL發(fā)光的機理；最后，利用快速熱處理（RTP）設(shè)備和SEM，將RMS制備得到的SnO2薄膜進行惰性氣體下的RTP處理，制備一種特殊微觀形貌的SnO2薄膜，并分析和驗證這種薄膜的形成機理。研究

3、表明：⑴隨著RMS制備參數(shù)中濺射氣壓、氧分壓的增加和襯底溫度的升高，SnO2薄膜沉積速率相應(yīng)減小；在較高的襯底溫度得到的SnO2晶粒較大，表面更為粗糙；原生SnO2薄膜在O2氣氛下退火可以改善其結(jié)晶度，原生柱狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成致密的薄膜結(jié)構(gòu)；⑵SnO2薄膜在經(jīng)過退火之后，其光學禁帶寬度達到3.85 eV，其PL強度顯著增強；位于約610 nm的PL發(fā)光峰主要是源于SnO2薄膜表面納米晶體表面懸掛鍵的未飽和電子態(tài)；⑶原生SnO2薄膜在經(jīng)過Ar氣