【摘 要】
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透明导电氧化物薄膜（TCO）因其透光导电性能而广泛应用于电子信息、微波屏蔽等日常生活和国防科技等领域。其中锡掺杂氧化铟（ITO）薄膜因为具有低电阻性、可见光范围内高透光性和红外光范围内高反射性等优良特性而被广泛应用,但ITO薄膜中的铟元素属于有毒的贵金属并且自然储量少,薄膜制造成本高,所以对于ITO薄膜制备的工艺改进与性能的探究是十分重要的;同时新兴的镓掺杂氧化锌（GZO）薄膜不仅具有和ITO薄膜
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透明导电氧化物薄膜（TCO）因其透光导电性能而广泛应用于电子信息、微波屏蔽等日常生活和国防科技等领域。其中锡掺杂氧化铟（ITO）薄膜因为具有低电阻性、可见光范围内高透光性和红外光范围内高反射性等优良特性而被广泛应用,但ITO薄膜中的铟元素属于有毒的贵金属并且自然储量少,薄膜制造成本高,所以对于ITO薄膜制备的工艺改进与性能的探究是十分重要的;同时新兴的镓掺杂氧化锌（GZO）薄膜不仅具有和ITO薄膜一样优异的透光性能和可观的导电性,并且还具有无毒、对环境友好、自然储存多、制备成本低等优点,所以当前对GZO薄膜的机理和性能的研究也具有重要意义。文中采用PVD500磁控溅射镀膜系统设备,在室温下以直流磁控溅射技术分别在有机玻璃基底上制备ITO薄膜和高抛光的氧化铝蓝宝石基底上制备GZO薄膜。通过单一变量法探究溅射功率、溅射气压、靶基距、氧氩流量等工艺参数对ITO薄膜性能的影响,并用紫外分光光度计和四探针对ITO薄膜的透光率和方块电阻进行测量与表征。通过控制溅射功率的大小探究溅射功率对沉积的GZO薄膜的表面生长结构、晶体内部的生长取向和光电性能的影响,并用XRD衍射仪、原子力显微镜（AFM）、紫外分光光度计、四探针进行表征。实验分析表明:（1）低温下制备的ITO薄膜的透光率随溅射功率和靶基距的增大而减小。在近紫外光波段和红外光波段,ITO薄膜的透过率随溅射气压的变大而减小。当溅射功率为110W时,ITO薄膜的平均透光率在90%左右,方块电阻为29Ω/□,薄膜的综合性能较为优良。当靶基距为70mm时,ITO薄膜具有较好的透光性和导电性。随着氧氩流量比的提高,ITO薄膜的平均透光率逐渐降低并且薄膜的方块电阻逐渐增大,当氧氩流量比为2:30时,ITO薄膜在可见光范围内的透光性和导电性最好。（2）随着溅射功率的增大,GZO薄膜晶胞的生长方向由径向生长变为横向生长;薄膜内的晶体结构具有单一择优取向,并且晶体衍射峰先增强后降低;薄膜在可见光范围内的平均透光率出现先增大后减小,最后再次增加的趋势;薄膜的方块电阻随功率的增加逐渐呈现出下降的趋势。当溅射功率为180W时,薄膜的择优取向衍射峰峰值达到最大,薄膜的晶胞生长饱满并且结晶性能良好;GZO薄膜的平均透光率在可见光波段范围内达到最高并且接近95%。
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