脈沖激光沉積法制備鉭摻雜二氧化鈦薄膜的研究.pdf

1、透明導(dǎo)電氧化物(TCO)薄膜憑借其優(yōu)良的導(dǎo)電性和可見光透射率在太陽(yáng)能電池、平面顯示器件、反射熱鏡、透明PN結(jié)、氣敏傳感器以及透明電極等領(lǐng)域有著廣范的應(yīng)用前景。鉭摻雜二氧化鈦是一種近年來新發(fā)現(xiàn)的具有很大潛力的透明導(dǎo)電氧化物,人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,探索鉭摻雜二氧化鈦薄膜的制備工藝尤為重要。此外,之前對(duì)于鉭摻雜二氧化鈦薄膜的研究缺乏對(duì)其內(nèi)部電輸運(yùn)機(jī)制的分析。本文采用脈沖激光沉積法( PLD)制備了鉭摻雜二氧化鈦(Ta:TiO2)薄膜,并詳

2、細(xì)研究了薄膜的結(jié)構(gòu)、表面形貌、光學(xué)性質(zhì)以及電輸運(yùn)性質(zhì)。論文的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.采用PLD方法在石英玻璃襯底上制備了鉭摻雜TiO2薄膜。通過X射線衍射儀(XRD)、原子力顯微鏡(AFM)對(duì)Ta:TiO2薄膜的結(jié)構(gòu)、形貌進(jìn)行了測(cè)試表征與分析。試驗(yàn)表明,當(dāng)沉積溫度為300℃、激光能量密度為6.5J/cm2、重復(fù)頻率為5Hz、氧壓范圍在0.3Pa-0.7Pa之間時(shí),薄膜為(101)擇優(yōu)取向的銳鈦礦多晶膜。所制得的薄膜峰谷之間的

3、粗糙度都在10nm左右,符合工業(yè)上多種光電子器件的要求。
　　2.采用紫外可見光分光光度計(jì)測(cè)試了Ta:TiO2薄膜在可見光區(qū)域內(nèi)的平均透射率,結(jié)果顯示所制得的薄膜的可見光透過率都在80％左右,薄膜的透射峰隨氧壓的改變先后出現(xiàn)了紅移和藍(lán)移,是因?yàn)楸∧栋l(fā)生了變化。
　　3.采用霍爾測(cè)試儀對(duì)Ta:TiO2薄膜的電性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明Ta摻雜TiO2薄膜電阻率、載流子濃度以及霍爾遷移率對(duì)氧氣分氣壓較為敏感。本試驗(yàn)中所制得的薄