磁控溅射法制备柔性ZnO:Al薄膜及其光电性能研究

作     者：张惠 

作者单位：南京航空航天大学 

学位级别：硕士

导师姓名：沈鸿烈;冯晓梅

授予年度：2010年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：AZO薄膜 磁控溅射 柔性衬底 霍尔效应 透射光谱 品质因数 

摘      要：采用射频磁控溅射法在PEN和PET衬底上室温制备了柔性AZO薄膜。结果表明,实验制备的柔性AZO薄膜为六角纤锌矿结构,且具有良好的c轴择优取向。溅射功率、工作气压、衬底种类、Ar气流量等生长条件对薄膜的结构、光电性能有一定影响。工作气压增大恶化薄膜结晶性能,使薄膜电阻率增大,禁带宽度由于Burstein-Moss效应而变窄。在溅射功率为150W,Ar气流量为20sccm和工作气压为0.05Pa的优化条件下,PEN衬底上沉积的AZO薄膜品质因数最高,达到1.78×10Ω-1·cm,此时薄膜电阻率、载流子浓度和霍尔迁移率分别为1.11×10Ω·cm、4.14×10cm和13.60 cm·V·s,薄膜的可见光绝对透射率达到95.70%。 在优化生长的AZO薄膜基础上,利用射频磁控溅射法在PET和玻璃衬底上室温制备了AZO/Ag/AZO多层膜,并研究了Ag层厚度、Ag层溅射功率以及衬底种类对多层膜结构和光电性能的影响。结果表明,AZO/Ag/AZO多层膜呈现ZnO(002)和Ag(111)择优取向,且Ag(111)衍射峰强度随Ag层厚度的增加而增大。薄膜导电性随Ag层厚度增加而增强,但在Ag层生长初期,霍尔迁移率由于受界面散射影响而减小。在Ag层溅射功率为200W,Ag层厚度为24nm的优化条件下,薄膜品质因数最高,此时PET上沉积的多层膜电阻率、透射率、品质因数分别达到3.97×10Ω·cm、78.67%和6.59×10Ω·cm。