玻璃基ZnO：Al薄膜的射頻磁控濺射法制備及其結構和性能表征.pdf

1、由于鋁摻雜氧化鋅(AZO)薄膜具有與ITO薄膜相媲美的光電性能，并且其制備原料價格便宜、無毒、儲量豐富，在氫等離子體中的穩(wěn)定性優(yōu)于ITO薄膜，因而已經成為在透明導電薄膜領域內最具潛力的ITO的替代材料之一。關于AZO薄膜的研究已經很多，本文的創(chuàng)新點是：使用在AZO薄膜的制備工藝中引入了同質緩沖層的方法，改善了薄膜的結構，提高了薄膜的光電性能。 本文在不同工藝條件下用射頻磁控濺射法制備了AZO薄膜，并研究了工藝參數(shù)變化對薄膜的結構

2、與性能的影響。在此基礎上，在不同條件下制備了AZO同質緩沖層，研究了緩沖層厚度和制備溫度對薄膜結構與光電性能的影響。得出主要結論如下： 1)XRD測試分析表明，在不同的制備條件下得到的AZO薄膜均會在(002)面擇優(yōu)取向生長，這是由氧化鋅(002)面的表面自由能最低所決定的。XPS測試分析表明，薄膜中的主要元素成分為鋅和氧，鋅以二價形式存在，而氧以負二價形式存在，由于鋁元素在薄膜中含量很少，XPS圖譜中沒有發(fā)現(xiàn)鋁元素的存在。

3、 2)所制備的AZO薄膜具有高可見光透過率(80％-85％)，在4000-400cm<'-1>波數(shù)范圍內有較高的中紅外反射率(15％-75％)，方塊電阻最低可達12 Ω/□左右。 3)引入AZO同質緩沖層可以有效改善薄膜的結構，提高薄膜的光電性能。緩沖層可以降低AZO薄膜與襯底間的失配度，減小薄膜中的殘余應力，使薄膜晶粒尺寸變大，從而優(yōu)化薄膜結構。適當厚度的同質緩沖層可以降低AZO薄膜的方塊電阻至37 Ω/□，使薄膜的紫外截

4、止邊發(fā)生藍移(335nm-324nm)，增加薄膜的紅外反射率至70％，同時不會明顯影響薄膜的可見光透過率。室溫下最佳的緩沖層制備條件為：濺射功率100W，濺射氬氣壓0.25Pa，濺射時間5min。在不同襯底溫度下引入的緩沖層對薄膜結構與性能均會產生有利的作用。當緩沖層沉積溫度為300℃時，所得到的AZO薄膜的晶粒尺寸達到最大值28.18nm，薄膜具有最小的內應力0.07601GPa，最高的紅外反射率67％，但是薄膜的透過率并不會發(fā)生明顯