ZnO-SnO2透明导电薄膜光电特性研究【毕业论文】

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1、本科毕业设计（20届）ZnO-SnO2透明导电薄膜光电特性研究31摘　要【摘要】本课题主要研究了ZnO-SnO2复合纳米材料的光电特性，通过水热法制作了ZnO-SnO2复合纳米材料，通过X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（SEM）、紫外透过率对样品的形貌、晶体结构和直接光学带隙等进行了细致的表征，最终确定优化了的反应条件。同时以纳米ZnO-SnO2复合材料为气敏材料通过丝网印刷的方法制作了厚膜传感器，对样品进行了电阻率和对NO的气敏性能测试，结果表明在350℃工作条件下对NO的气敏响应明显，通入还原性气体NO，会和氧气反应产生NO2，从

2、而释放出吸附氧的电子使材料电阻变小，电流增大。【关键词】ZnO-SnO2；透明导电氧化物；光电特性；气敏性。31Abstract【ABSTRACT】Inthis paper,wemainlydiscusstheoptical andelectricalpropertiesof ZnO-SnO2,ZnO-SnO2 compoundnano-compositesweresuccessfullypreparedbyhydrothermalreaction.,Themorphology,crystallizationandbandgapwerechar

3、acterizedusingX-raydiffraction,transmissionelectron microscopyandultravioletspectrophotometer.Theoptimizedreactionconditionswereachieved.Ontheotherhand,thickfilmsensorswerepreparedbythethemethod ofscreenprinting andthe gassensingresponse of NOwastested.Theresultsindicatethat

4、thegassensingresponseofNOatthetemperatureof350℃wasobvious.TheintroducedgasofNOreactswiththeabsorbed.oxygeninZnO-SnO2,accompanyingthereleaseofelectronsandleadingtothedecreaseofresistanceandtheincreaseofcurrent.【KEYWORDS】ZnO-SnO2;Transparent conductiveoxide；Optical properties；

5、Gassensitivity。31目　录目　录IV1引言11.1透明导电膜概述11.1.1SnO2基薄膜概述11.1.2ZnO基薄膜概述21.1.3ZnO-SnO2基薄膜概述31.2ZnO-SnO2复合材料的制作方法及实验仪器介绍41.2.1纳米ZnO-SnO2材料的制备方法51.3实验仪器61.4研究的基本内容92实验过程102.1ZnO-SnO2粉末样品的制备102.2样品的表征112.2.1样品的XRD表征112.2.2样品的SEM表征132.2.3样品的紫外透光率表征142.2.4样品的电阻率及气敏性表征152.3样品及其形貌特征163

6、ZnO-SnO2复合纳米材料的表征结果及讨论173.1形貌表征和分析173.2晶体结构表征和分析183.3紫外透光率的表征分析203.4电阻率及气敏性测试分析213.5小结234课题总结24参考文献25致谢26311引言1.1透明导电膜概述自然界中有很多的透明的物质不导电,如玻璃、水晶、水等，导电的或者说导电性好的物质有很多，但是其往往又不透明,如金属材料、石墨等,然而在很多情况下恰恰需要某一种物体既导电又透明,例如液晶显示器、等离子体显示器等，平板显示器和太阳能电池光电板中的电极材料就是需要既导电又透明的物质。透明导电薄膜是薄膜材料科学中最重

7、要的领域之一，它的基本特性是在可见光范围内，具有低电阻率，高透射率，也就是说，它是一种既有高的导电性，又对可见光有很好的透光性，而对红外光有较高反射性的薄膜,正是因为它优异的光电性能，它被广泛的应用在各种光电器件中，例如：平面液晶显示器（LCD），太阳能电池，节能视窗，汽车、飞机的挡风玻璃等。自从1907年Badeker制作出CdO透明导电薄膜以后，人们先后研制出了In2O3，SnO2，ZnO等为基体的透明导电薄膜,目前世界研究最多的是掺锡In2O3（简称ITO）透明导电薄膜，掺铝ZnO（简称AZO）透明导电薄膜。同时，人们还开发了CdInO4

8、、Cd2SnO4、Zn2SnO4等多元透明氧化物薄膜。透明导电膜是一类兼具透明性和导电性的双重功能的薄膜材料。随着电子信息产业的迅猛发展，透明导电薄膜