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透明导电AZO/Ag/AZO复合薄膜及ITO粉体的研究

作　者: 贾芳
导　师: 乔学亮
学　校: 华中科技大学
专　业: 材料学
关键词: AZO/Ag/AZO ITO粉体磁控溅射化学共沉淀光电性能
分类号: TB383.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

透明导电薄膜作为一种新型的光电材料显示出多种优异的光电性能并具有广泛的应用背景。目前,应用最为广泛的是集众多优点为一身的氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜。由于金属铟属于稀缺资源,而且ITO薄膜本身所固有的缺点使得人们不断改进其性能并开发更具发展潜力的透明导电材料。本论文主要就三层复合透明导电薄膜AZO/Ag/AZO和ITO粉体进行了一些研究。选择ZnO与Al2O3质量比为97:3的靶材为溅射源,用磁控溅射的方法室温在玻璃基底上沉积出光电性能良好的AZO/Ag/AZO复合膜;用化学共沉淀法制备出氧化铟锡质量比为50:50的ITO粉体。讨论了氧流量变化对复合薄膜透过率、方阻和表面形貌的影响及机理,分析了PH值、陈化时间及煅烧温度对ITO粉体晶化程度的影响。主要研究结果如下:用磁控溅射法制备AZO/Ag/AZO复合膜,氧流量变化会导致薄膜沉积厚度的变化,氧流量为4sccm(标准状况下毫升每分,下同)时薄膜沉积速率最快。沉积AZO时充入氧气会使整个膜系的透过率不随Ag层增厚而明显降低,并且会使膜系的方阻降低。在最优氧流量为4sccm时沉积两层59nm的AZO与不充氧气时在这两层中间沉积33nm银层相匹配的复合膜在可见光区(包括基底)的透过率达到88%,方阻为2.5Ω/□。用化学共沉淀法制备的ITO粉体,反应温度为40℃时,未经陈化晶粒有较多缺陷;陈化24小时后,中性和碱性环境下晶化比较完全,可见延长陈化时间有利于结晶。反应温度为70℃不陈化时,酸性环境下,由于沉淀不完全衍射峰较弱。中性环境下,衍射峰最强。碱性环境下,由于温度升高使得反应平衡移动,In(NH3)4+浓度增加,影响了In3+与OH-的正常结合,从而前驱体的生长受到影响,在碱性环境下衍射峰最弱。可见提高反应温度也有利于结晶。反应温度为40℃,在碱性环境下,陈化时间为24小时的衍射峰最尖锐,陈化时间进一步延长到48小时衍射峰的尖锐程度反而下降。当陈化时间小于24小时时沉淀速率>溶解速率,晶粒逐渐长大;当陈化时间等于24小时时沉淀与溶解达到平衡;随着陈化时间延长到48小时,晶粒继续长大,半峰宽变宽。并且,陈化时间24小时时Sn的掺入量最大。此外,随着煅烧温度的升高,晶粒长大,晶面的衍射峰逐渐向右偏移。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-24
  1.1 前言  9-10
  1.2 透明导电 AZO/Ag/AZO 复合薄膜的研究  10-17
  1.3 ITO 粉体的研究  17-22
  1.4 本课题的研究目的及内容  22-24
2 实验与研究方法介绍  24-33
  2.1 引言  24
  2.2 磁控溅射法沉积AZO 薄膜  24-29
  2.3 溅射设备介绍  29-30
  2.4 基片准备  30
  2.5 化学共沉淀法制备ITO 粉体  30-31
  2.6 试样结构与性能表征方法  31-32
  2.7 本章小结  32-33
3 透明导电 AZO/Ag/AZO 复合薄膜的研究  33-45
  3.1 引言  33
  3.2 实验  33-34
  3.3 氧流量变化对膜系透过率和膜层厚度的影响  34-36
  3.4 Ag 层厚度变化对膜系透过率的影响  36
  3.5 氧流量变化和银层厚度变化对膜系方阻的影响  36-37
  3.6 氧流量变化对膜系表面形貌的影响  37-38
  3.7 膜系设计原理及存在问题  38-44
  3.8 本章小结  44-45
4 ITO 粉体的研究  45-54
  4.1 引言  45
  4.2 pH 值对 ITO 粉体的影响  45-50
  4.3 陈化时间对ITO 粉体的影响  50-52
  4.4 煅烧温度对ITO 粉体的影响  52-53
  4.5 本章小结  53-54
5 全文总结  54-56
  5.1 主要结论  54-55
  5.2 需要完善的工作  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-65
附录（攻读硕士学位期间发表的论文目录）  65

透明导电AZO/Ag/AZO复合薄膜及ITO粉体的研究

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