真空噴涂TiO2納米粒子及其有機復合薄膜阻變特性研究.pdf

1、隨著鍍膜技術的飛速發(fā)展，磁控濺射、電子束蒸發(fā)、電弧離子鍍等PVD技術已被廣泛應用，而對于新型微納光電器件而言，現(xiàn)有鍍膜方法的鍍膜條件都是在高溫條件下，對有機物而言存在高溫熱致燒蝕或分解現(xiàn)象，故進行真空低溫鍍膜技術的研發(fā)。TiO2具有極高的光電轉換效率，因此被大量應用為太陽能電池的光電極材料，本文首先經水熱法制備TiO2納米粒子，隨后利用真空噴涂法制備TiO2納米粒子及其有機復合薄膜，并研究其阻變特性。
　　首先進行真空噴涂實驗裝置

2、的搭建，其主要包括抽氣系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)和噴涂系統(tǒng)，本底真空度約17Pa，工作真空度約170Pa，基底溫度最高可達400℃。同時通過改變水熱時間和水熱溫度制備TiO2納米粒子，經FE-SEM、TEM、XRD等檢測手段表征后發(fā)現(xiàn)160℃下水熱生長的納米粒子呈銳鈦礦相，且隨水熱時間的增加納米棒的長度變化并不明顯，直徑大小會隨著水熱時間的增加而變大，XRD數(shù)據(jù)分析表明納米棒結晶度會隨之增大。將TiO2納米粒子進行真空噴涂鍍膜，從表面形貌和阻變特性

3、分析得到最佳噴涂工藝為濃度為5mg/ml的TiO2納米粒子在150℃的基底溫度下使用出口直徑為0.3mm的噴嘴噴涂2次。阻變機理分析結果表明TiO2納米粒子薄膜在高阻態(tài)時的導電機制為歐姆傳導。旋涂法制備TiO2納米粒子薄膜對比后發(fā)現(xiàn)兩種制備方法均有阻變特性，且其開關機理相同。
　　其次，應用真空噴涂系統(tǒng)進行有機物-TiO2納米粒子復合薄膜的制備，三種有機物分別為PFBT、PVK、PMMA∶Alq3=3∶2，首先通過分析PFBT的復

4、合薄膜的形貌及電學特性確定薄膜的最佳復合比例和噴涂工藝參數(shù)，結果發(fā)現(xiàn)復合比例為1∶1時薄膜阻變性能最優(yōu)，最佳噴涂工藝參數(shù)為在90℃的基底溫度下使用出口直徑為0.6mm的噴嘴噴涂3次。阻變機理分析后發(fā)現(xiàn)復合薄膜高阻態(tài)時的導電機理為歐姆傳導，純PFBT薄膜導電機理為SCLC傳導。隨后根據(jù)所得結論噴涂另兩種有機分子的復合薄膜，阻變機理分析后發(fā)現(xiàn)薄膜中TiO2納米粒子起主導作用，復合薄膜均表現(xiàn)為歐姆傳導機制，為驗證其可靠性進行旋涂法制備三種復合