材料学专业优秀论文材料学专业优秀论文 AlAl 掺杂掺杂 ZnOZnO 薄膜的制备研究薄膜的制备研究关键词：关键词：ZnOZnO 靶材靶材 ZnOZnO 薄膜薄膜 AlAl 掺杂掺杂 磁控溅射磁控溅射 薄膜性能薄膜性能摘要：ZnO 是一种-族的宽禁带结构的多功能材料，为六角纤锌矿结构，具 有优异的压电、光电、气敏、压敏等特性，近年来受到广泛关注。Al 掺杂的 ZnO(Al-doped znO，简称 AZO)透明导电膜，作为一种重要的光电子信息材料也 得到了广泛的研究，ZAO 薄膜除了具有与目前得到广泛应用的 ITO 薄膜可比拟 的光学、电学性质外，还具有成本低、资源丰富、无毒性、高的热稳定性和化 学稳定性等优势，是最有开发潜力的透明导电薄膜，在太阳能电池、液晶显示 器、电磁防护屏等领域具有广阔的应用前景。本论文以高纯的 ZnO 粉体和 Allt;,2gt;Olt;,3gt;粉体为原料，采用“模压成型+高 温烧结”的优化工艺获得质量优良的 ZnO 系靶材，用射频溅射法在普通玻璃衬 底上制备 ZnO 透明导电薄膜，并用 X 射线衍射(XRD)、原子力显微镜 (AFM)、四 探针测试仪、紫外一可见光分光仪等测试手段研究掺杂和非掺杂 ZnO 薄膜的结 构与光电性能。 实验结果表明：以纯度为 99.99的 ZnO 粉体和 99.99的 Allt;,2gt;Olt;,3gt; 粉体为原材料，采用模压成型技 术和优化的烧结工艺，制成了 ZnO 靶材和掺杂 Allt;,2gt;Olt;,3gt;质量分数为 1、2、3的氧化 锌铝 (AZO) 复合靶材，其收缩率分别为 12.54、12.22、12.02、11.90，满足了实验用射频磁控溅射法制备 ZnO 系薄膜靶材的高致密度要求。 射频磁控溅射法制备 ZnO 系薄膜时，首 先采用掺杂 Allt;,2gt;Olt;,3gt; 质量分数为 1自制 AZO 靶材为溅射靶，优化了射频磁控溅射制备 ZnO 系薄膜的工艺，在普通玻璃 衬底上，成功制备了 AZO 薄膜，研究了主要溅射参数对薄膜的取向的影响规律。 获得的最佳工艺条件为：本底真空 410lt;#39;-3gt;Pa、溅 射工作压强 1.0Pa 、溅射功率 200w、溅射时间 60min、基片加热温度 300。 最后利用研究所得最佳工艺条件，制备了 ZnO 薄膜和 AZO 系薄膜，并比较了 溅射靶材中 Allt;,2gt;Olt;,3gt;质量分数对薄膜取向、 表面形貌以及光电性能的影响。 利用 XRD、AFM、四探针测试仪、紫外可 见光分光仪等分析手段对制备的薄膜结构及性能研究表明：实验制备的 ZnO 系 透明导电薄膜具有(002)面的择优生长取向，其中 Al 原子以替位式出现在晶格 中，不存在相的分凝或析出现象；在最佳工艺条件下所制备的 ZnO 系薄膜的最 低电阻率为 0.05cm，可见光透过率均在 80以上。正文内容正文内容ZnO 是一种-族的宽禁带结构的多功能材料，为六角纤锌矿结构，具有 优异的压电、光电、气敏、压敏等特性，近年来受到广泛关注。Al 掺杂的 ZnO(Al-doped znO，简称 AZO)透明导电膜，作为一种重要的光电子信息材料也 得到了广泛的研究，ZAO 薄膜除了具有与目前得到广泛应用的 ITO 薄膜可比拟 的光学、电学性质外，还具有成本低、资源丰富、无毒性、高的热稳定性和化 学稳定性等优势，是最有开发潜力的透明导电薄膜，在太阳能电池、液晶显示 器、电磁防护屏等领域具有广阔的应用前景。本论文以高纯的 ZnO 粉体和 Allt;,2gt;Olt;,3gt;粉体为原料，采用“模压成型+高 温烧结”的优化工艺获得质量优良的 ZnO 系靶材，用射频溅射法在普通玻璃衬 底上制备 ZnO 透明导电薄膜，并用 X 射线衍射(XRD)、原子力显微镜 (AFM)、四 探针测试仪、紫外一可见光分光仪等测试手段研究掺杂和非掺杂 ZnO 薄膜的结 构与光电性能。 实验结果表明：以纯度为 99.99的 ZnO 粉体和 99.99的 Allt;,2gt;Olt;,3gt; 粉体为原材料，采用模压成型技 术和优化的烧结工艺，制成了 ZnO 靶材和掺杂 Allt;,2gt;Olt;,3gt;质量分数为 1、2、3的氧化 锌铝 (AZO) 复合靶材，其收缩率分别为 12.54、12.22、12.02、11.90，满足了实验用射频磁控溅射法制备 ZnO 系薄膜靶材的高致密度要求。 射频磁控溅射法制备 ZnO 系薄膜时，首 先采用掺杂 Allt;,2gt;Olt;,3gt; 质量分数为 1自制 AZO 靶材为溅射靶，优化了射频磁控溅射制备 ZnO 系薄膜的工艺，在普通玻璃 衬底上，成功制备了 AZO 薄膜，研究了主要溅射参数对薄膜的取向的影响规律。 获得的最佳工艺条件为：本底真空 410lt;#39;-3gt;Pa、溅 射工作压强 1.0Pa 、溅射功率 200w、溅射时间 60min、基片加热温度 300。 最后利用研究所得最佳工艺条件，制备了 ZnO 薄膜和 AZO 系薄膜，并比较了 溅射靶材中 Allt;,2gt;Olt;,3gt;质量分数对薄膜取向、 表面形貌以及光电性能的影响。 利用 XRD、AFM、四探针测试仪、紫外可 见光分光仪等分析手段对制备的薄膜结构及性能研究表明：实验制备的 ZnO 系 透明导电薄膜具有(002)面的择优生长取向，其中 Al 原子以替位式出现在晶格 中，不存在相的分凝或析出现象；在最佳工艺条件下所制备的 ZnO 系薄膜的最 低电阻率为 0.05cm，可见光透过率均在 80以上。 ZnO 是一种-族的宽禁带结构的多功能材料，为六角纤锌矿结构，具有优异 的压电、光电、气敏、压敏等特性，近年来受到广泛关注。Al 掺杂的 ZnO(Al- doped znO，简称 AZO)透明导电膜，作为一种重要的光电子信息材料也得到了 广泛的研究，ZAO 薄膜除了具有与目前得到广泛应用的 ITO 薄膜可比拟的光学、 电学性质外，还具有成本低、资源丰富、无毒性、高的热稳定性和化学稳定性 等优势，是最有开发潜力的透明导电薄膜，在太阳能电池、液晶显示器、电磁 防护屏等领域具有广阔的应用前景。本论文以高纯的 ZnO 粉体和 Allt;,2gt;Olt;,3gt;粉体为原料，采用“模压成型+高 温烧结”的优化工艺获得质量优良的 ZnO 系靶材，用射频溅射法在普通玻璃衬 底上制备 ZnO 透明导电薄膜，并用 X 射线衍射(XRD)、原子力显微镜 (AFM)、四 探针测试仪、紫外一可见光分光仪等测试手段研究掺杂和非掺杂 ZnO 薄膜的结 构与光电性能。 实验结果表明：以纯度为 99.99的 ZnO 粉体和 99.99的 Allt;,2gt;Olt;,3gt; 粉体为原材料，采用模压成型技 术和优化的烧结工艺，制成了 ZnO 靶材和掺杂 Allt;,2gt;Olt;,3gt;质量分数为 1、2、3的氧化 锌铝 (AZO) 复合靶材，其收缩率分别为 12.54、12.22、12.02、11.90，满足了实验用射频磁控溅射法制备 ZnO 系薄膜靶材的高致密度要求。 射频磁控溅射法制备 ZnO 系薄膜时，首 先采用掺杂 Allt;,2gt;Olt;,3gt; 质量分数为 1自制 AZO 靶材为溅射靶，优化了射频磁控溅射制备 ZnO 系薄膜的工艺，在普通玻璃 衬底上，成功制备了 AZO 薄膜，研究了主要溅射参数对薄膜的取向的影响规律。 获得的最佳工艺条件为：本底真空 410lt;#39;-3gt;Pa、溅 射工作压强 1.0Pa 、溅射功率 200w、溅射时间 60min、基片加热温度 300。 最后利用研究所得最佳工艺条件，制备了 ZnO 薄膜和 AZO 系薄膜，并比较了 溅射靶材中 Allt;,2gt;Olt;,3gt;质量分数对薄膜取向、 表面形貌以及光电性能的影响。 利用 XRD、AFM、四探针测试仪、紫外可 见光分光仪等分析手段对制备的薄膜结构及性能研究表明：实验制备的 ZnO 系 透明导电薄膜具有(002)面的择优生长取向，其中 Al 原子以替位式出现在晶格 中，不存在相的分凝或析出现象；在最佳工艺条件下所制备的 ZnO 系薄膜的最 低电阻率为 0.05cm，可见光透过率均在 80以上。 ZnO 是一种-族的宽禁带结构的多功能材料，为六角纤锌矿结构，具有优异 的压电、光电、气敏、压敏等特性，近年来受到广泛关注。Al 掺杂的 ZnO(Al- doped znO，简称 AZO)透明导电膜，作为一种重要的光电子信息材料也得到了 广泛的研究，ZAO 薄膜除了具有与目前得到广泛应用的 ITO 薄膜可比拟的光学、 电学性质外，还具有成本低、资源丰富、无毒性、高的热稳定性和化学稳定性 等优势，是最有开发潜力的透明导电薄膜，在太阳能电池、液晶显示器、电磁 防护屏等领域具有广阔的应用前景。本论文以高纯的 ZnO 粉体和 Allt;,2gt;Olt;,3gt;粉体为原料，采用“模压成型+高 温烧结”的优化工艺获得质量优良的 ZnO 系靶材，用射频溅射法在普通玻璃衬 底上制备 ZnO 透明导电薄膜，并用 X 射线衍射(XRD)、原子力显微镜 (AFM)、四 探针测试仪、紫外一可见光分光仪等测试手段研究掺杂和非掺杂 ZnO 薄膜的结 构与光电性能。 实验结果表明：以纯度为 99.99的 ZnO 粉体和 99.99的 Allt;,2gt;Olt;,3gt; 粉体为原材料，采用模压成型技 术和优化的烧结工艺，制成了 ZnO 靶材和掺杂 Allt;,2gt;Olt;,3gt;质量分数为 1、2、3的氧化 锌铝 (AZO) 复合靶材，其收缩率分别为 12.54、12.22、12.02、11.90，满足了实验用射频磁控溅射法制备 ZnO 系薄膜靶材的高致密度要求。 射频磁控溅射法制备 ZnO 系薄膜时，首 先采用掺杂 Allt;,2gt;Olt;,3gt; 质量分数为 1自制 AZO 靶材为溅射靶，优化了射频磁控溅射制备 ZnO 系薄膜的工艺，在普通玻璃 衬底上，成功制备了 AZO 薄膜，研究了主要溅射参数对薄膜的取向的影响规律。 获得的最佳工艺条件为：本底真空 410lt;#39;-3gt;Pa、溅 射工作压强 1.0Pa 、溅射功率 200w、溅射时间 60min、基片加热温度 300。 最后利用研究所得最佳工艺条件，制备了 ZnO 薄膜和 AZO 系薄膜，并比较了 溅射靶材中 Allt;,2gt;Olt;,3gt;质量分数对薄膜取向、 表面形貌以及光电性能的影响。 利用 XRD、AFM、四探针测试仪、紫外可见光分光仪等分析手段对制备的薄膜结构及性能研究表明：实验制备的 ZnO 系 透明导电薄膜具有(002)面的择优生长取向，其中 Al 原子以替位式出现在晶格 中，不存在相的分凝或析出现象；在最佳工艺条件下所制备的 ZnO 系薄膜的最 低电阻率为 0.05cm，可见光透过率均在 80以上。 ZnO 是一种-族的宽禁带结构的多功能材料，为六角纤锌矿结构，具有优异 的压电、光电、气敏、压敏等特性，近年来受到广泛关注。Al 掺杂的 ZnO(Al- doped znO，简称 AZO)透明导电膜，作为一种重要的光电子信息材料也得到了 广泛的研究，ZAO 薄膜除了具有与目前得到广泛应用的 ITO 薄膜可比拟的光学、 电学性质外，还具有成本低、资源丰富、无毒性、高的热稳定性和化学稳定性 等优势，是最有开发潜力的透明导电薄膜，在太阳能电池、液晶显示器、电磁 防护屏等领域具有广阔的应用前景。本论文以高纯的 ZnO 粉体和 Allt;,2gt;Olt;,3gt;粉体为原料，采用“模压成型+高 温烧结”的优化工艺获得质量优良的 ZnO 系靶材，用