磁控濺射法制備WO-,3-基薄膜及相關(guān)物理性能的研究.pdf

1、三氧化鎢(WO3)是一種重要的功能材料，因具有良好的電致變色、光致變色、電化學性能而得到廣泛的研究和應(yīng)用。近年來，人們又發(fā)現(xiàn)了WO3材料呈現(xiàn)出良好的以低電壓小電流為特征的非線性電學性質(zhì)。由于WO3壓敏薄膜在降低元件的厚度方面比WO3陶瓷具有較大的優(yōu)勢，因此WO3薄膜在開發(fā)小功率、低壓壓敏電阻器方面具有極大的優(yōu)勢和潛力。但是，與其它的變阻器材料相比，WO3的非線性系數(shù)不高，伏安特性曲線的重復性不好，而且還存在嚴重的電學弛豫現(xiàn)象，很多電學性

2、質(zhì)用以前非線性理論不能完全解釋。我們希望通過摻雜改善WO3壓敏薄膜的性能，并對相關(guān)的物理機理進行研究分析。本文從制備WO3薄膜出發(fā)，以對其非線性電學性質(zhì)為主要研究內(nèi)容，進一步深入了解WO3基薄膜材料的電行為。 本文采用磁控濺射的方法在玻璃和Si基片上制備了WO3基薄膜，研究了薄膜制備過程中濺射功率、工作壓強、襯底溫度等條件以及后續(xù)的退火處理，對薄膜的結(jié)晶、取向狀況等的影響，探討了磁控濺射法制備WO3薄膜的過程中，工藝條件對其電性

3、能的影響，以此改善工藝條件，優(yōu)化薄膜的結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明：退火溫度和時間對WO3薄膜的結(jié)構(gòu)和非線性能影響最大，在500℃、退火20h的樣品具有最佳非線性系數(shù)14.3，壓敏電壓為1.8V，漏電流為0.072mA。 本文的另一項工作是通過改變Co和Ce金屬靶材的濺射功率來研究元素摻雜量對WO3薄膜電學性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)：在相同的工藝情況下兩種摻雜物的功率分別為50W和40W的時候WO3基壓敏薄膜電學性能最佳，非線性系數(shù)分別為4.13；