超声振动辅助激光辐照FTO基透明导电薄膜的研究

《超声振动辅助激光辐照FTO基透明导电薄膜的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据万方数据万方数据超声振动辅助激光辐照FTO基透明导电薄膜的研究ResearchonUltrasonic-Vibration-AssistedLaserIrradiationofFTO-basedTransparentConductiveThinFilms专业名称机械工程指导教师任乃飞、李保家姓名曹海迪江苏大学2017年6月万方数据江苏大学硕士学位论文摘要掺氟二氧化锡(FTO)透明导电薄膜具有无毒、易于激光刻蚀、抗酸碱且可实现大面积生产等优点，应用前景广泛。随着光电器件产业的快速发展，高性能且低成本薄膜材

2、料的需求也在逐渐提高，因此许多研究者提出运用激光辐照的方法来提高薄膜性能以满足实际应用需求。现有关于激光辐照的研究主要集中于激光器种类的选择和激光参数的优化，而针对采用超声振动辅助激光处理FTO改善薄膜性能的研究鲜有报道。基于此，本文提出在激光辐照FTO基薄膜的过程中引入超声振动，着重研究了超声振动与激光辐照的耦合作用对薄膜的影响，并获得了有意义的研究结果。1、采用超声振动辅助激光退火处理FTO薄膜，考察了激光能量密度和振动功率对薄膜结构、形貌和性能的影响，同时探讨了超声振动辅助激光退火作用机理。实验发现，在激

3、光退火过程中引入超声振动可使薄膜随着超声波换能器一起沿法线方向发生周期性上下位移而引起激光聚焦状况发生连续变化，保证薄膜处于最佳退火范围内，同时还可使薄膜表面激光熔融区域的颗粒被振动分散，由此抑制颗粒间的团簇现象，最终提高薄膜表面的均匀性、致密度和平整度，并降低薄膜的厚度和表面粗糙度。结果表明，在0.6J/cm2的激光能量密度和300W的振动功率下，薄膜表面颗粒的均匀性、致密度和平整度最佳，此时在400～800nm波段的平均透光率为84.7%，方块电阻为9.0Ω/sq，品质因子为2.11×10-2Ω-1，相比未

4、处理FTO薄膜(1.13×10-2Ω-1)明显提高。2、采用直流磁控溅射法在FTO薄膜表面沉积不同厚度的Ag层，再采用超声振动辅助激光退火处理Ag/FTO薄膜，考察了Ag层厚度以及光斑重叠率(SOR)和扫描线重叠率(LOR)对薄膜的结构、形貌和性能的影响。结果表明，在5nm的Ag层厚度下，当SOR和LOR分别为90%和80%时，薄膜的表面颗粒最为均匀、致密，此时综合光电性能最佳，平均透光率为81.8%，方块电阻为6.3Ω/sq，品质因子为2.16×10-2Ω-1，与超声振动辅助激光退火处理单层FTO薄膜相比，其

5、导电性显著提升，但透光性略有降低。3、采用超声振动辅助激光织构化处理Ag/FTO薄膜，研究了超声振动对薄膜I万方数据超声振动辅助激光辐照FTO基透明导电薄膜的研究表面光栅结构形成的影响。实验发现，超声振动的引入可使激光激发的Ag颗粒表面等离子体波作周期性微小变化，从而更易与入射激光发生干涉，同时可使激光辐照区域的薄膜材料分布得更为均匀，确保形成完整、规则且均匀的光栅结构。结果表明，在0.6J/cm2的激光能量密度下，薄膜的平均透光率为85.5%，方块电阻为6.4Ω/sq，品质因子为3.26×10-2Ω-1，与超

6、声振动辅助激光退火处理Ag/FTO薄膜相比，综合光电性能提升显著。关键词:FTO薄膜，Ag/FTO薄膜，超声振动，激光退火，激光织构化，光电性能II万方数据江苏大学硕士学位论文AbstractFluorine-dopedtinoxide(FTO)transparentconductivefilmhasalargenumberofvirtuessuchasnotoxicity,beingeasytobelaseretching,acidandalkaliresistance,largeareaproduction

7、andsoon,thusithaswideapplicationprospectinthefuture.Withtherapiddevelopmentofoptoelectronicdeviceindustry,thedemandforhighperformanceandlowcostoffilmmaterialsisgraduallyincreasing.Thereforemanyresearchershaveproposedtooptimizethephotoelectricpropertiesofthin

8、filmsusinglaserirradiation,soastosatisfytheneedsofpracticalapplications.However,theexistingresearchonlaserirradiationmainlyfocusesontheselectionoflasertypesandtheoptimizationoflaserparameters.Th