溅射参数对单层azo和多层azocuazo薄膜性能的影响研究 毕业论文

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1、吉首大学 硕士学位论文溅射参数对单层AZO和多层AZO/Cu/AZO薄膜性能的影响研究     二0一二年五月8分类号密级公开UDC单位代码 吉首大学 硕士学位论文  溅射参数对单层AZO和多层AZO/Cu/AZO薄膜性能的影响研究PropertyResearchAZOandAZO/Cu/AZOThinFilmsPreparedbyRadio-frequencyMagnetronSputtering研究生姓名指导教师学科专业凝聚态物理专业研究方向薄膜器件研究提交论文日期2012年4月10日论文答辩日期2012年月日答辩委员会主席论文评阅人二0一二年五月8独创性声明本人声明所呈交的

2、论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得吉首大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：时间：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解吉首大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意吉首大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(保密的

3、学位论文在解密后应遵守此协议)研究生签名：时间：年月日导师签名：时间：年月日8目录目录摘要6Abstract7第一章绪论11.1引言11.2氧化锌的基本性质11.2.1ZnO的晶体结构21.2.2ZnO的电学性质和光学特性31.2.3ZnO的能带结构31.3ZnO的应用31.3.1透明导电薄膜31.3.2发光器件31.3.3紫外探测管31.4AZO/Cu/AZO多层透明导电薄膜的研究41.4.1TCO薄膜的种类41.4.2AZO/Cu/AZO多层透明导电薄膜的用途41.5本文主要研究目的和内容4第二章透明导电薄膜的制备和表征手段52.1主要制备技术52.1.1磁控溅射技术52.1

4、.2真空蒸发技术72.1.3PLD技术82.1.4溶胶凝胶技术82.2主要表征方法92.2.1表面轮廓仪92.2.2分光光度计92.2.3X射线衍射仪102.2.4四探针方阻仪102.2.5霍尔测试仪11第三章单层AZO薄膜测试结果与讨论123.1引言123.2实验参数123.3实验参数对单层AZO薄膜性能的影响133.3.1衬底温度对单层AZO薄膜薄膜性能的影响133.3.2偏压对AZO薄膜性能的影响163.3.3后续退火对单层AZO薄膜性能的影响193.2本章小结19第四章AZO/Cu/AZO多层透明导电薄膜测试结果与讨论214.1引言214.2实验参数214.3溅射功率对A

5、ZO/Cu/AZO多层透明导电薄膜光电性能的影响224.3.1溅射功率对AZO/Cu/AZO多层薄膜的光学性能分析224.3.2溅射功率对AZO/Cu/AZO多层薄膜的结晶性能的影响238目录4.3.3溅射功率对AZO/Cu/AZO多层薄膜的表面形貌影响254.3.4溅射功率对AZO/Cu/AZO多层薄膜的电学性能的影响254.4溅射压强对AZO/Cu/AZO多层薄膜光电性能的影响274.4.1溅射压强对AZO/Cu/AZO多层薄膜光学性能的影响274.4.2溅射压强对AZO/Cu/AZO多层薄膜结晶质量的影响284.4.3溅射压强对AZO/Cu/AZO多层薄膜电学性能的影响30

6、4.5本章小结31第五章结论32结束语34致谢35作者在学术期间取得的学术成果36参考文献378摘要摘要近年来，ZnO薄膜材料在光电器件领域，获得了广泛的应用。ZnO材料作为一种禁带宽度达到3.3eV的半导体材料，具有晶格结构、光学和电学方面的诸多优点。并且相对于ITO薄膜，ZnO:Al(简称AZO)薄膜的电阻率更低、可见光透过率更高，并且由于原材料储量丰富，价格低廉，制备过程不会产生污染，因此有望在透明导电领域，成为ITO薄膜的替代者。磁控溅射技术，作为众多AZO薄膜制备技术中的一种，具有相对较高的均匀性和沉积速率，被认为是制备AZO薄膜较为理想的制备技术。本文前两章，首先对Z

7、nO和透明导电（TCO）薄膜的性质、结构、及发展现状进行了概括和总结，再对单层AZO薄膜和多层AZO/Cu/AZO薄膜的性能和应用领域进行了介绍，之后又对AZO薄膜的制备方法和表征方式进行了综合描述。在此基础上，本实验采用磁控溅射技术，以纯度3N、2wt%Al2O3掺杂的ZnO陶瓷靶作为溅射靶材，在普通载玻片衬底上制备了单层和多层AZO薄膜样品。之后对所得的样品，采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪、紫外可见光谱仪(UV-Vis)等方法进行了测试分析。着重研究了不