柔性衬底ZAO-TCO薄膜的制备及其性能研究

来源 :景德镇陶瓷大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:nisshei5zd
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本文介绍射频磁控溅射技术在聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate,PET)衬底上溅射沉积铝掺氧化锌(ZAO)薄膜,通过调控多工艺参数(衬底温度75-250℃、溅射功率80-170 W、工作压强0.2-3 Pa、衬底材料)制备ZAO薄膜,用X-射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、扫描电子显微镜及四探针电阻测量仪分别对其微结构及光电性能进行表征。结果如下:1)在柔性衬底上制备的ZAO和玻璃衬底一样(002)为主衍射峰,同样显示出ZnO的C轴择优生长取向。2)在改变功率试验参数中,功率高于100W的样品,晶粒尺寸随溅射功率的增加呈下降趋势,但电阻率不断增加;在可见光范围内透过率随功率的增加而降低,平均透过率从85%降低至74%,说明随功率的增大导致薄膜厚度的增加,高能量粒子对柔性衬底微结构的破坏程度加剧,其透光率出现下降趋势。在100W时获得的薄膜样品其光电性能最佳:电阻率低至5.1×10-4Ω·cm,平均透过率达到85%。3)样品随着衬底温度的增加,电阻率逐渐增大,晶粒尺寸先减小后增大;衬底温度100℃时晶粒尺寸均匀,表面平整,电阻率可低至5.32310-4Ω·cm。样品的禁带宽度高于本征ZnO,这也是样品在可见光范围透光率高的原因所在。4)随着工作压强的增加,所有样品透光率在85%以上,电阻率在10-3Ω·cm以下。随着压强的增大,氩离子数密度增大,离子能量减小,轰击靶材得到的溅射粒子的能量在变化,导致晶粒尺寸先减小后增大再减小,而电阻率先减小后增大的趋势;工作压强为1Pa时晶粒尺寸较为均匀,表面平整,电阻率可低至5.3310-4Ω·cm。所有实验样品的禁带宽度均高于本征ZnO,可见光范围透光率较高。5)利用射频磁控溅射在相同工艺条件下分别在在玻璃、PET上制备ZAO薄膜,探究了衬底材料对薄膜结晶以及光电性能的影响。发现衬底材料对薄膜的性能影响较大。
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