ZnO基透明导电膜溶胶-凝胶法制备、结构表征及性能
文献类型：学位论文
| 作者 | 黄辉 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2007-06-09 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 姜辛 |
| 关键词 | 溶胶－凝胶 氧化锌 掺杂 光学性能 电学性能 |
| 其他题名 | PREPARATION OF TCO FILMS BASED ON ZINC OXIDE BY SOL-GEL METHOD AND THEIR STRUCTURE CHARACTERIZATION AND PROPERTIES |
| 学位专业 | 材料加工工程 |
| 中文摘要 | ZnO基TCO（Transparent conductive oxide）薄膜具有同ITO(In2O3:Sn)可比拟的光电性能，且成本更低、无毒、稳定性更好。特别地，较之一般的TCO薄膜，ZnO:F薄膜具有更高的透过率、更高的迁移率和更强的抗氢等离子侵蚀性能，且更易刻蚀。但目前ZnO:F薄膜成功的制备方法只有化学气相沉积（CVD），探索新的更有效的制备方法具有重要意义。ZnO基p型半导体薄膜的研究进展缓慢。开发出稳定的低电阻率的p型ZnO基半导体，将使ZnO能更广泛地用于光电器件。较之ZnO薄膜其它制备方法，溶胶－凝胶法的突出优点是所需设备简单、可大面积沉积和易于掺杂。 本文采用溶胶－凝胶提拉法，以乙酸锌为前驱体，首先通过改变溶剂、溶胶稳定剂、预处理温度和最终处理温度制备出不同工艺参数的未掺杂ZnO薄膜。然后，单乙醇胺为溶胶稳定剂，分别以三氟乙酸、醋酸铵和氟化铵分别为掺杂源，通过过量掺杂和调整最终处理方式，尝试制备了ZnO:F薄膜、ZnO:N薄膜和 ZnO:(N,F)薄膜。并用XRD、SEM、AFM、XPS和 UV-Vis spectrometer对ZnO基薄膜结构、成分、元素化学态和光学性能进行了表征。 溶剂、溶胶稳定剂、预处理温度和最终处理温度等工艺参数对未掺杂薄膜微结构尤其是择优取向具有明显影响。另外，未掺杂ZnO薄膜的紫外截止频率受最终处理温度影响较大，而受预处理温度影响很小。 以三氟乙酸（CF3COOH）为掺杂源，空气中最终处理时，F难以掺入到薄膜当中。而在有ZnF2粉末作为耗氧物质的真空中最终处理时，F掺入到薄膜中，但残留未向ZnO转化的单乙酸锌。 ZnO:N薄膜在可见光区的透过率比未掺杂ZnO 薄膜低，其紫外截止吸收边相对于未掺杂ZnO薄膜有一较小的红移。 以氟化铵（NH4F）为掺杂源，在真空中或者高纯Ar中最终处理，F和N都掺入到薄膜中。薄膜中微量的F键合Zn，大部分的F键合C，而N以N-H键和N-C键的形式存在，不存在N-Zn键。 在空气中450℃最终处理后，薄膜中的F和N消失。但F和N在最终处理结束前短暂存在,影响了薄膜生长过程。NH4F起始掺杂量不同时，薄膜晶粒尺寸和紫外截止频率不同。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 75 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17075]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 黄辉. ZnO基透明导电膜溶胶-凝胶法制备、结构表征及性能[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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