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直流磁控溅射法制备掺钛氧化锌透明导电薄膜

刘汉法 , 张化福 , 袁玉珍 , 袁长坤

材料导报

采用直流磁控溅射法在室温水冷玻璃衬底上制备出高质量的掺钛氧化锌(ZnO:Ti)透明导电薄膜,研究了溅射功率对ZnO:Ti薄膜结构、形貌和光电性能的影响,结果表明,溅射功率对ZnO:Ti薄膜的结构和电阻率有显著影响.XRD表明,ZnO:Ti薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有c轴择优取向.当溅射功率为130W时,实验制备的ZnO:Ti薄膜的电阻率具有最小值9.67×10~(-5)Ω·cm.实验制备的ZnO:Ti薄膜具有良好的附着性能,可见光区平均透过率超过91%.ZnO:Ti薄膜可以用作薄膜太阳能电池和液晶显示器的透明电极.

关键词: ZnO:Ti , 透明导电薄膜 , 溅射功率 , 磁控溅射

溅射压强对低阻高透过率掺钛氧化锌透明导电薄膜的影响

刘汉法 , 袁玉珍 , 张化福 , 袁长坤

人工晶体学报

利用直流磁控溅射法在室温水冷玻璃衬底上制备出了高质量的掺钛氧化锌透明导电薄膜(ZnO: Ti).研究了溅射压强对ZnO: Ti薄膜结构、形貌和光电性能的影响.研究结果表明,溅射压强对ZnO: Ti 薄膜的结构和电阻率有显著影响.X射线衍射(XRD)表明,ZnO: Ti 薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有c轴择优取向.在溅射压强为5.0 Pa时,实验获得的ZnO: Ti薄膜电阻率最小值为1.084 ×10~(-4) Ω· cm.实验制备的ZnO: Ti 薄膜具有良好的附着性能,可见光区平均透过率超过91%.ZnO: Ti薄膜可以用作薄膜太阳能电池和液晶显示器的透明电极.

关键词: ZnO:Ti薄膜 , 透明导电薄膜 , 溅射压强 , 磁控溅射

直流反应磁控溅射法制备ZnO: Zr透明导电薄膜

张化福 , 类成新 , 刘汉法 , 袁长坤

人工晶体学报

以Zn∶ Zr为靶材,利用直流反应磁控溅射法制备了ZnO∶ Zr透明导电薄薄膜.研究了沉积压强对ZnO∶ Zr薄膜形貌、结构、光学及电学性能的影响.实验结果表明所制备的ZnO∶ Zr为六方纤锌矿结构的多晶薄膜,具有垂直于衬底方向的c轴择优取向.沉积压强对ZnO∶ Zr薄膜的晶化程度、形貌、生长速率和电阻率影响很大,而对其光学性能如透光率、光学带隙及折射率影响不大.当沉积压强为2Pa时,ZnO∶ Zr薄膜的电阻率达到最小值2.0×10-3Ω ·cm,其可见光平均透过率和平均折射率分别为83.2%和1.97.

关键词: 直流反应磁控溅射 , ZnO∶ Zr薄膜 , 透明导电薄膜 , 沉积压强

膜厚对Zr,Al共掺杂ZnO透明导电薄膜结构和光电性能的影响

袁玉珍 , 王辉 , 张化福 , 刘汉法 , 刘云燕

人工晶体学报

采用直流磁控溅射法在玻璃衬底上制备出Zr,Al共掺杂ZnO(AZZO)透明导电薄膜.用XRD和SEM分析和观察了薄膜样品的组织结构和表面形貌.研究表明:制备的AZZO透明导电薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有c轴择优取向.另外还研究了薄膜的结构、光学和电学性质随薄膜厚度的变化关系.当薄膜厚度为843 nm时,电阻率具有最小值1.18×10~(-3) Ω·cm,在可见光区(500~800 nm)平均透过率超过93%.

关键词: 磁控溅射 , Zr,Al共掺杂ZnO , 膜厚 , 透明导电薄膜

GZO/Ag/GZO多层薄膜制备、结构与光电特性的研究

杨田林 , 张之圣 , 宋淑梅 , 辛艳青 , 姜丽莉 , 李延辉 , 韩圣浩

功能材料

采用射频磁控溅射和离子束溅射联合设备在玻璃衬底上制备出了具有良好附着性、低电阻率和高透过率的GZO/Ag/GZO(ZnO掺杂Ga_2O_3简称GZO)多层薄膜.X射线衍射谱表明GZO/Ag/GZO多层薄膜是多晶膜,GZO层具有ZnO的六角纤锌矿结构,最佳取向为(002)方向;Ag层是立方结构,具有(111)取向.在GZO层厚度一定的情况下,研究了Ag层厚度的变化对多层膜结构以及光电特性的影响.研究发现,当Ag层厚度为10nm时,3层膜的电阻率为9×10~(-5)Ω·cm,在可见光范围内平均透过率达到89.7%,薄膜对应的品质因子数值为3.4×10~(-2)Ω~(-1).

关键词: GZO/Ag/GZO , 多层膜 , 溅射方法 , 透明导电膜

ZnO∶Si透明导电薄膜厚度对其光电性能的影响

王洪森 , 赵玉辉

表面技术

目的 研究ZnO∶Si薄膜厚度对其生长速率、结晶度、光透率和电阻率的影响.方法 用直流磁控溅射系统在玻璃基片上沉积不同的时间,获得5个厚度不同的ZnO∶Si薄膜样品,对比研究了其薄膜生长取向和结构特性、微观形貌、电学参数及透过率曲线.结果 5个ZnO∶Si薄膜样品都为多晶膜,具有单一的(002)衍射峰,沿垂直于基片的c轴方向择优生长.当薄膜厚度从207.6 nm增加到436.1 nm时,薄膜的晶粒尺寸增大,晶化程度提高,电阻率变小;膜厚增至497.8 nm时,薄膜的晶化程度反而降低,电阻率增加.在可见光范围内,5个薄膜样品的平均透过率都高于91.7%.结论 膜厚对ZnO∶Si薄膜的电学性能有较大影响,对光学性能的影响则较小.

关键词: 透明导电薄膜 , ZnO∶Si , 光电特性 , 薄膜厚度

石墨烯/纳米减反结构复合透明导电薄膜的研究

韩霜霜 , 刘莉月 , 单永奎 , 杨帆 , 李德增

无机材料学报 doi:10.15541/jim20160310

石墨烯具有较高的透过率及良好的电导率,作为透明导电薄膜具有潜在的应用价值.首先在石英基底上引入SiO2纳米球阵列结构作为光学减反射层,使石英基底可见光区光学透过率从93.2%增加到99.0%.然后利用常压化学气相沉积方法,通过基底表面铜颗粒远程催化碳源,直接在减反层上可控制备具有石墨烯/纳米减反结构的新型复合透明导电薄膜.通过去除SiO2纳米球阵列结构形成反相复制的石墨烯空心球阵列结构,且生长时间10 min时,对应半高宽约40 cm1,I2D/IG=2.31,ID/IG=0.77,证明在SiO2纳米球阵列减反结构上制备了低缺陷且连续的全包覆少层石墨烯薄膜.引入SiO2纳米球阵列减反结构后,其在可见光区光学550 nm波长处的透过率平均提高了5.5%,方块电阻相对无减反射层基底平均降低了20.09%.本研究方法避免了复杂的转移工序,减少了对石墨烯的损失与破坏,同时实现了高透光性及高导电性的功能协同,在光伏器件、平板显示等领域展示出更大的应用前景.

关键词: 透明导电薄膜 , 石墨烯 , 化学气相沉积 , 铜颗粒辅助远程催化 , 纳米减反结构

利用射频磁控溅射法在柔性衬底上制备ZnO∶Zr透明导电薄膜

刘汉法 , 张化福 , 类成新 , 袁玉珍 , 袁长坤

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2009.02.006

利用射频磁控溅射法首次在室温水冷柔性衬底 PET上制备出了可见光透过率高、电阻率低的掺锆氧化锌(ZnO∶Zr)透明导电薄膜.X射线衍射和扫描电子显微镜表明,ZnO∶Zr薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有平行于衬底方向的择优取向.实验获得ZnO∶Zr薄膜的最小电阻率为1.55×10-3 Ω·cm.实验制备的ZnO∶Zr薄膜具有良好的附着性能,其可见光区平均透过率超过90%.

关键词: ZnO∶Zr薄膜 , 柔性衬底 , 磁控溅射 , 透明导电薄膜

直流磁控溅射法低温制备ZnO:Ti透明导电薄膜及特性研究

刘汉法 , 张化福 , 袁玉珍 , 袁长坤 , 类成新

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2009.06.010

利用直流磁控溅射法在室温水冷玻璃衬底上制备出了可见光透过率高、电阻率低的掺钛氧化锌(ZnO:Ti)透明导电薄膜.SEM和XRD研究结果表明,ZnO:Ti薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有c轴择优取向.厚度为437 nm薄膜的电阻率为1.73×10~(-4) Ω·cm.所制备薄膜具有良好的附着性能,薄膜样品在500~800 nm的可见光平均透过率都超过了91%.

关键词: ZnO:Ti薄膜 , 透明导电薄膜 , 磁控溅射 , 光电性能

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