铝掺杂氧化锌薄膜的电学及光学性能

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1、第37卷第3期吉林大学学报(工学版)Vol.37No.32007年5月JournalofjilinUniversity(EngineeringandTechnologyEdition)May20O7铝掺杂氧化锌薄膜的电学及光学性能刘耀东‘，“，李光玉‘，连建设‘(l.吉林大学汽车材料教育部重点实验室，长春130022;2，长春工业大学材料科学与工程学院，长春130012)摘要:利用脉冲激光沉积法，在氧气氛下(氧分压为nPa)以石英玻璃为基体沉积了铝掺杂氧化锌薄膜。靶材选用锌铝合金靶，沉积过程中基体温度保持在150℃。研究了ZnO薄膜中铝的质量分数与薄膜电学性能和发光性能的关系。结

2、果表明，掺杂铝的质量分数为1.37%时所获得的ZnO薄膜具有最小的电阻率和较强的紫外发光特性。关键词:材料实验;铝掺杂氧化锌薄膜;紫外发光;电学性能;脉冲激光沉积中图分类号:TGlls.26;TN3os.3文献标识码:A文章编号:1671一5497(2007)03一0495一04EffectofAI一doPingonelectricalandoPticaIProPertiesofZn0fllmsLiuyao一dongl，2，LIGuang一yul，Lianjian--she‘(1.TheKe夕LabofAutomob艺leM泛terial:，Minist勺ofEducat之On，

3、JilinU元iversit夕，Changchun130022，China;2.SchoolofM巨terialsscienceandEngineering，ChangchunU沁汇versityofTeChnology，Changchun130012，China)Abstract:Aluminum一doPedzincoxide(AZO)thinfilmshavebeendepositedonquartzglasssubstratesbypulsedlaserdepositionfromablatingmetallictargetsinoxygenatmosPhere(11Pao

4、foxygenPressure)andunderasubstratetemperatureof150℃Thestructural，electricalandoPticalProPertiesofthesefilmswereinvestigatedasafunctionofAI一dopingcontentinthefilm.Itwasobservedthatl.37%ofAlcontentinthefilmistheoptimumdopingcontentthatmakesthefilmtoachievetheminimumfilmreslsltlvltyandstrongultr

5、avioletemission.Keywords:materialsexperiment;aluminum-dopedZlnCoxidethinfilms;ultravioleten】ISS10fi;electricalproperty;pulsedlaserdeposition由于新型透明导电薄膜Al掺杂ZnO(AZO)积薄膜的成份更接近于靶材，即使是多种成份的中的Zn价格便宜、来源丰富、无毒，并且在氢等合金靶也可以用此方法获得薄膜。更重要的是激离子体中的稳定性优于ITO[lj，同时具有可与光作用下产生的等离子体有较高的能量，使AZOITO相比拟的光电特性图，因此铝掺杂氧化锌薄

6、薄膜可以在较低的基体温度甚至在室温下沉膜得到了广泛应用。积圈。本实验利用Zn-AI合金靶在较低的温度常用的ZnO或AZO薄膜制备工艺有直流(150℃)下于石英玻璃基体上沉积了AZO薄膜，(射频)磁控溅射、真空反应蒸发、溶胶一凝胶法、脉并研究了铝的质量分数对薄膜电学及光学特性的冲激光沉积法(PLD)等〔3一“〕。其中PLD法所沉影响。收稿日期:2006一06一12.基金项目:“973”国家基础研究发展规化项目(Zoo4CB6193ol)‘作者简介:刘耀东(1969一)，男，博士研究生.研究方向:氧化锌发生材料.E-mail:yaodong一liu@163.com通讯联系人:连建设(

7、1953一)，男，教授，博士生导师.研究方向:薄膜涂层及纳米材料.E--mail:lianjs@jhi，edu.cn496吉林大学学报(工学版)第37卷也将改变(002)面和(101)面的表面能，进而导致1实验过程了在某种条件下(002)取向的弱化和随机生长或薄膜的沉积过程在球形真空室中进行，经过(101)生长的可能。机械泵和分子泵的二级抽真空，使真空度达到5薄膜的平均晶粒尺寸可以通过Scherrer公x10一‘Pa，然后以nPa的固定压力充人纯度为式〔8〕计算得到99.99%的