宽禁带NiO薄膜制备及其性质研究

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1、学号：S15010099硕士学位(毕业)论文宽禁带NiO薄膜制备及其性质研究研究生姓名：周国川学科、专业：电子科学与技术二○一八年六月分类号：TN219密级：可公开UDC：编号：宽禁带NiO薄膜制备及其性质研究STUDYONTHEFABRICATIONANDPROPERTIESOFNiOTHINFILMWITHWIDE-BANDGAP学位授予单位及代码：长春理工大学（10186）学科专业名称及代码：电子科学与技术（080900）研究方向：光电成像器件与系统申请学位级别：硕士指导教师：王新教授研究生：周国川论文起止时间：2016.12—2018.4

2、I摘要NiO薄膜是一种新型的宽禁带透明半导体材料，由于其具有优良的光学、电学、磁学等特性，在电致变色器件、紫外光探测器、存储器等方面具有广泛应用，近年来吸引了国内外学者的广泛关注。要实现性能优越的NiO基薄膜器件，对NiO材料性质的深入研究和制备高性能的NiO薄膜成为器件的关键技术之一。本论文针对NiO材料性质、制备和稳定性开展了相关工作。论文首先使用materialsstudio软件，通过构建相应的物理模型，并选取合适参数对NiO的能带、结构、光学等特性进行了模拟研究。同时，采用磁控溅射的方法，在石英衬底上制备了NiO薄膜，将NiO性质模拟结果

3、和实验结果进行了对比，两者吻合度较高。论文还利用现代化检测技术研究了不同溅射功率和气体比例工艺条件下生长的NiO薄膜材料的结构、表面形貌、光学性质、电学性质等特性，给出了相关规律。论文还研究了NiO薄膜长期放置后的稳定性，着重给出了在中性气氛、还原气氛和氧化气氛中长期放置后的电学特定，并对其电学变化的机理进行了研究。关键词：NiO薄膜materialsstudio软件射频磁控溅射薄膜稳定性IABSTRACTNiOthinfilmisanewtypeofwide-bandgaptransparentsemiconductormaterial.Due

4、totheexcellentoptical,electricalandmagneticproperties,itcanbewidelyusedinelectrochromicdevices,ultravioletdetectorsandmemory.Recently,moreandmoreattentionwasattractedbydomesticandforeignscholars.ItwasthekeytoinvestigateonthepropertiesofNiOmaterialandfabricationofhighqualityNi

5、OthinfilminordertofabricateNiO-baseddeviceswithhighperformance.Thispaperhascarriedoutrelevantworkontheproperties,thefabricationandstabilityofNiOthinfilms.Firstly,bybuildingcorrespondingphysicalmodelandselectingappropriateparameters,theband,structureandopticalpropertiesofNiOth

6、infilmweresimulatedusingmaterialsstudiosoftware.Meanwhile,NiOfilmswerefabricatedonquartzsubstrateusingRF-magnetronsputteringmethod.Thepropertiesoftheas-grownNiOthinfilmandsimulationresultwerecompared,andthesetworesultswerewellmatched.Thestructure,optical,andelectricalproperti

7、esofNiOthinfilmsgrownunderdifferentsputteringpowerandgasratiowerestudiedbyusingmoderntestingtechnology,andsomeconclusionweregiven.AtlaststudythestabilityofNiOthinfilmafterlong-termstorewerediscussed.TheelectricalpropertiesofNiOthinfilmsespeciallyintheneutralatmosphere,reducin

8、gatmosphereandoxidizingatmospherewereinvestigated,andthestabilitymec