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《zno薄膜和al摻雜zno（zao）薄膜的射頻磁控濺射制備及其性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、ZnO薄膜和Al摻雜ZnO(ZAO)薄膜的射頻磁控濺射制備及其性能研究摘要ZnO是一種II．Ⅵ族的寬帶隙直接帶結(jié)構(gòu)的多功隧材料，為六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)。ZnO薄膜E
2、；；1于具有優(yōu)異的壓電、光電、氣敏、壓敏等特性，近年來受到廣泛關(guān)注。Al摻雜的ZnO(ZAO)透明導(dǎo)電膜作為一種重要的光電子信息材料也得到了廣泛的研究，ZAO薄膜具有與目前己得到廣泛應(yīng)用的ITO薄膜可比擬的光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)，而且在高溫條件下，它的成分不易與氫發(fā)生互擴散，因此在活性氫和氫等離子體環(huán)境中化學(xué)穩(wěn)定性高，不易使太陽能電池材料活性降低，是最有開發(fā)潛力的透明導(dǎo)電薄膜，口J望成為ITO薄膜最佳的替代
3、者，推動廉價太陽能電池的發(fā)展。本文利用射頻磁控濺射技術(shù)完成了ZnO薄膜和Al摻雜ZnO(ZAO)薄膜的制各，并對所制備的薄膜進行了退火處理。利用x射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線光電子能譜(XPS)、熒光光譜儀、光譜儀、凹探針測試儀等對制各的ZnO薄膜進行了表征和性能研究。研究表明，制各工藝尤其是襯底溫度和退火處理能顯著影響薄膜的晶體、光學(xué)和電學(xué)性能。就ZnO薄膜而言，襯底溫度為300℃時，薄膜的擇優(yōu)取向最強，空氣中500℃退火能使薄膜的結(jié)晶性能最好，而無論是原位沉積薄膜還是退火后的薄膜的可見光區(qū)平均透光率均超過85％：對Si(111)
4、襯底上沉積的ZnO薄膜進行退火處理，薄膜的結(jié)晶質(zhì)量得到提高，與深能級發(fā)射有關(guān)的缺陷濃度有所減少。對于ZAO薄膜，原位沉積的薄膜電阻率可達2．590cm，可見光區(qū)透過率約為70％。薄膜的低電阻率是通過Al摻雜和薄膜中的化學(xué)訓(xùn)量比偏移獲得，但是Al摻雜在降低薄膜電阻率的同時會引起雜質(zhì)散射，因此ZAO薄膜的可見光區(qū)透過率較ZnO薄膜會有所F降，光學(xué)帶隙由于Burstein．Moss效應(yīng)會有所增大。500℃純Ar氣氛中退火1h后，ZAO薄膜的透光性能和導(dǎo)電性能均有所改善，ZAO薄膜可見光區(qū)平均透過率從70％提高到80％左右，薄膜的電阻率從2．59Qcm降低到0．1
5、3Qcm。關(guān)鍵詞：ZnO薄膜：ZAO薄膜；RF磁控濺射：XRD；透光率；電阻率PreparationofPureandAI—dopedZnOFilmsbyRFMagnetronSputteringandStudyofTheirPropertiesAbstractZnOisaII．ⅥgroupmultifunctionaImaterialwithwidedirecthand·gapandhasahexagonalwurtzitestructure．ZnOthinfilmshaverecentlygainedmuchattentionduetotheirgoo
6、dpiezoelectric，photoelectric，gassensitivityandstresssensitivitybehaviors．TransparentconductingAIdopedZnO(ZAO)thinfilmshavebeenextensivelystudiedasphotoelectroniaformationmaterialsa1so．ZAOthinfilmiscomparablewiththemorecommonlyusedindiumtinoxide(IT01filmsregardingtotheirelectricala
7、ndopticalproperties．Moreover，thefilmischemicalstableinthepresencenfactivehydrogenorhydrogenplasmaatmosphereandwillnotreducetheactivityofsolarcelimaterialsbecauseitscompositionishardtointeractwithhydrogenathightemperatures．ZAOfilmisapromisingtransparentconductingfilm．Itisemergingas
8、oneofthebestalternativecandidatesforITOfilms，anditsusewillpronmtethedevelopmentofcheapsolarcellsPolycrystallineZnOfilmsweredepositedbyradiofrequency(RF)magnetronsputteringtechniqueandtheas-depositedfilmswereannealed．X·raydiffraction(XRD)，scanningelectronmicroscope(SEM)，X—rayphotoe
9、lectronspectroscopy(xps)，fluoresc
