学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

普通玻璃基片上TiO_2/SnO_2：Sb薄膜的SOL-GEL法制备和表征

作　者: 马鸣明
导　师: 赵青南；赵修建
学　校: 武汉理工大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: TiO2/ATO复合薄膜 ATO薄膜 干涉色 溶胶-凝胶方法
分类号: TB383.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 62次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本论文研究:通过调节乙醇与钛酸丁酯的比例,在玻璃基片上制备了与ATO膜相匹配的折射率和厚度的TiO2薄膜;然后在陔膜上制备了ATO薄膜。试图用TiO2薄膜,消减ATO膜的反射干涉色;并作为隔离层,防止玻璃基片中钠离子扩散、防止ATO的导电性能下降。以钛酸丁酯、无机金属盐SnCl2·2H2O和SbCl3为原料,用乙醇做溶剂配置TiO2和SnO2:Sb溶胶前驱液。采用溶胶.凝胶提拉法工艺,首先在玻璃基片上制备了TiO2薄膜和Sb掺杂的SnO2透明导电薄膜（SnO2:Sb,ATO）,然后在预镀TiO2薄膜的玻璃基片上制备了ATO薄膜。研究了Sb掺杂浓度和热处理温度对玻璃基ATO薄膜结构和性能的影响,乙醇量对TiO2薄膜性能的影响;分析了TiO2薄膜中间层对ATO薄膜光学性能和电学性能的影响。结果表明:溶胶-凝胶法制备的ATO薄膜晶相结构主要是四方金红石相结构。随着Sb掺杂浓度的增加,ATO薄膜在可见光波段透过率逐渐下降,光学带隙减小,薄膜表面微裂纹增加。适量的Sb掺杂（～5%）能显著提高薄膜的导电性能,并有较高的可见光透过率。在相同的Sb掺杂浓度下,热处理温度对薄膜的性能和结构也有很大的影响。随着热处理温度的升高,ATO薄膜结晶性能提高,晶粒长大,发育趋向良好;热处理温度为500℃,薄膜达到最小的方块电阻和较高的红外反射率;低于500℃,薄膜晶化不完整,电阻变大;高于500℃,周围环境中的氧补偿了氧空位、玻璃基片中的Na+向薄膜扩散,使电阻变大。研究中还发现,乙醇量对TiO2薄膜的折身寸率和厚度有很大的影响。随着乙醇量的增加,薄膜厚度变薄,孔隙率增加,折射率下降。TiO2薄膜太薄不能有效阻挡Na+向薄膜中扩散。通过优化乙醇量发现,当钛酸丁酯与乙醇摩尔比为1:80、Sb:Sn（摩尔比）=5%、500℃热处理20min时,制备的TiO2薄膜（膜厚为48nm,折射率为1.8）与ATO薄膜（折射率为2）相匹配,可以消减因ATO薄膜厚度不均匀而引起的干涉色,并阻挡Na+向ATO薄膜扩散,ATO薄膜的方块电阻为360Ω/□。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-21
  1.1 引言  8-9
  1.2 透明导电薄膜的介绍  9-11
  1.3 In_2O_3透明导电薄膜  11-13
  1.4 ZnO透明导电薄膜  13-14
  1.5 SnO_2透明导电薄膜  14-18
    1.5.1 掺锑SnO_2薄膜  16
    1.5.2 掺氟SnO_2薄膜  16-17
    1.5.3 掺磷SnO_2薄膜  17
    1.5.4 其他掺杂  17-18
  1.6 ATO薄膜的主要应用领域  18-21
第2章 ATO透明导电膜的制备方法及研究进展  21-34
  2.1 ATO透明导电膜的制备方法  21-29
    2.1.1 溅射法  21-23
    2.1.2 喷涂热分解法  23-25
    2.1.3 化学气相沉积法  25-27
    2.1.4 真空蒸发法  27-28
    2.1.5 溶胶-凝胶法  28-29
  2.2 选题角度的确定  29-32
  2.3 论文的意义及主要内容  32-34
第3章 实验部分  34-46
  3.1 实验原料  34
  3.2 制膜设备  34
  3.3 玻璃的清洗  34-36
  3.4 玻璃的干燥  36-40
  3.5 样品的制备  40-42
    3.5.1 TiO_2薄膜的溶胶-凝胶法制备  40-41
    3.5.2 ATO薄膜的溶胶-凝胶法制备  41-42
  3.6 薄膜样品的结构和性能表征方法  42-46
    3.6.1 薄膜结构测定  42
    3.6.2 薄膜成分测定  42-43
    3.6.3 薄膜方块电阻测定  43
    3.6.4 薄膜紫外-可见光透过率测定  43
    3.6.5 薄膜中红外反射率测定  43-44
    3.6.6 薄膜表面形貌测定  44
    3.6.7 薄膜折射率及厚度测定  44-46
第4章 ATO薄膜的结构和性能表征  46-59
  4.1 掺杂浓度对ATO薄膜结构和性能的影响  46-54
    4.1.1 ATO薄膜的紫外-可见光透过率分析  46-47
    4.1.2 ATO薄膜的XRD分析  47-48
    4.1.3 ATO薄膜的XPS分析  48-49
    4.1.4 ATO薄膜的表面形貌分析  49-51
    4.1.5 ATO薄膜的方块电阻分析  51-52
    4.1.6 ATO薄膜的光学带隙  52-54
  4.2 热处理温度对ATO薄膜结构和性能的影响  54-57
    4.2.1 热处理温度对ATO薄膜晶相的影响  54-55
    4.2.2 热处理温度对ATO薄膜方块电阻的影响  55-56
    4.2.3 ATO薄膜的红外反射光谱  56-57
  4.3 ATO薄膜的性能指数  57-58
  4.4 本章小结  58-59
第5章 TiO_2中间层对ATO薄膜结构和性能的影响  59-70
  5.1 乙醇量对TiO_2薄膜结构和性能的影响  59-64
    5.1.1 乙醇量对TiO_2薄膜透过率的影响  59
    5.1.2 乙醇量对TiO_2薄膜折射率的影响  59-61
    5.1.3 乙醇量对TiO_2薄膜厚度的影响  61
    5.1.4 TiO_2薄膜的SEM分析  61-62
    5.1.5 TiO_2薄膜的XPS分析  62-64
  5.2 TiO_2中间层对ATO薄膜结构和性能的影响  64-68
    5.2.1 TiO_2中间层对ATO薄膜光学性能的影响  64-66
    5.2.2 TiO_2/ATO薄膜XPS分析  66-67
    5.2.3 TiO_2中间层厚度对ATO薄膜方块电阻的影响  67
    5.2.4 热处理时间对薄膜电阻的影响  67-68
  5.3 本章小结  68-70
第6章 结论  70-72
参考文献  72-77
致谢  77-78
硕士期间所发表论文  78

相似论文

  1. 基于白光干涉色的光学材料应力定量测量的方法研究,TN204
  2. 掺锑二氧化锡薄膜（ATO）的制备及其性质研究,TB383.2
  3. 玻璃基TiO_2-SiO_2/SnO_2：F薄膜的喷雾热分解法制备和表征,TB383.2
  4. 莫来石晶须工业化制备技术及应用的研究,TQ174.1
  5. C_60/高聚物的熔胶凝胶制备及其相关性质的研究,O648.1
  6. 溶胶—凝胶法制备nc-Si/SiO_2结构的发光特性研究,TN304
  7. 稀土-樟脑酸-1，10-菲咯啉配合物的合成、表征及在硅基材料中的应用,O641.4
  8. 利用新颖的溶胶—凝胶技术制备高效纳米复合催化剂,TQ426
  9. 染料掺杂SiO_2凝胶复合体系光学性质研究,O482.31
  10. 无机基纳米碳管复合固态光限幅材料制备及性能研究,TB383
  11. 掺杂钛酸铅陶瓷的制备与性能研究,TQ174.1
  12. 稀土离子RE~（3+）（RE=Eu，Tb）与Ga~（3+）共掺杂SiO_2基质材料的制备及其发光性质的研究,O482.31
  13. SnO_2溶胶生长理论与薄膜光电性能研究,TB383.2
  14. 溶胶—凝胶AAO模板法制备ITO准一维纳米结构,TB383.1
  15. Bi3.25La0.75Ti3O12（BLT）纳米管/线的合成工艺研究,TB383.1
  16. 水热法制备氧化物中空微球,TB383.4
  17. 钛酸锶钡铁电薄膜的制备及电热效应,TB383.2
  18. 可磁分离的TiO2基光催化纳米纤维的制备研究,TB383.1
  19. 三聚氰胺氰尿酸盐对聚酯阻燃性能的研究,TB383.1
  20. 功能化纳米二氧化钛多孔材料的制备、表征及性能研究,TB383.1
  21. 有序多孔TiO2薄膜的制备及其性能研究,TB383.2

中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
© 2012 www.xueweilunwen.com