ZnO@SnO包覆结构透明导电薄膜的制备及其发光性能研究

来源 :西北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zmh700929
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氧化物透明导电薄膜被广泛应用于太阳能电池、液晶显示屏、等离子显示屏、抗静电涂层以及半导体/绝缘体/半导体(SIS)异质结、现代战机和巡航导弹的窗口等领域。研究表明,ZnO透明导电薄膜存在表面和晶粒间界氧吸附导致电学性能下降,SnO2透明导电薄膜存在难以刻蚀等问题,这极大的限制了ZnO、SnO2透明导电薄膜的应用范围。ZnO@SnO2薄膜兼备ZnO和SnO2的优点,这将有利于ZnO、SnO2透明导电薄膜的应用领域。
   本论文采用以溶胶-凝胶法为基础的二步成胶工艺制备ZnO@SnO2包覆结构的粉体和透明导电薄膜。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微分析(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)对粉体样品进行了结构分析和包覆性能表征,结果表明,ZnO@SnO2是以ZnO为核、SnO2为壳的核壳式包覆结构,是一种化学包覆结构,ZnO和SnO2之间以化学键Zn-O-Sn结合;并且当Zn/Sn摩尔比为8/12包覆效果较好。
   利用NKD-8000e和四探针测试仪对ZnO@SnO2包覆结构的光学和电学性能进行表征,结果表明,可见光透过率均超过80%,当Sb掺杂浓度4at%,退火温度为600℃,Zn/Sn摩尔比为9/12时,电阻率最低可达1.1×10-3Ω.cm;讨论了Zn/Sn摩尔比、退火温度、掺杂浓度、薄膜厚度等对可见光透过率和电阻率的影响。
   研究了ZnO@SnO2包覆结构的光致发光特性,发现SnO2的包覆会使ZnO中的蓝光发射得到增强,原因是SnO2包覆结构增加了Zn空位缺陷密度,使Zn到Zn空位之间跃迁增强。
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