al、sn共掺杂zno薄膜（zato）的制备及性能研究

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1、第36卷第12期合肥工业大学学报(自然科学版)Vo1．36No．122013年12月JOURNAL0FHEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYDec．2013Doi：10．3969／j．issn．1003—5060．2013．12．007A1、Sn共掺杂ZnO薄膜(ZATO)的制备及性能研究胡仁杰，李合琴，李辉，张元元，谢炳超(合肥工业大学材料科学与_72程学院，安徽合肥230009)摘要：文章采用射频磁控溅射技术，室温下在玻璃衬底上制备了Al、sn共掺杂ZnO导电薄膜(ZATO)，利用X射线衍射仪()(ID)、原子力显微镜(AFM

2、)、紫外一可见光分光光度计、四探针测试仪表征了薄膜的结构与光电性能。实验结果表明，ZATO薄膜具有(002)择优取向，当溅射功率为120W时，ZATO薄膜在可见光范围的平均透过率大于88％，电阻率为7．46×1OQ·cm。关键词：铝锡共掺杂氧化锌；磁控溅射；溅射功率；光电性能中图分类号：TB43文献标志码：A文章编号：1003—5060(2013J12-1439—04PreparationandpropertyofAI—Snco-dopedZnO(ZATO)thinfilmbymagnetronsputteringHURenqie，LIHe-qi

3、n，LIHui，ZHANGYuan-yuan，XIEBing-chao(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：A1一Snco—dopedZnO(ZATO)conductivethinfilmsweredepositedonglasssubstratesinroomtemperaturebyRFmagnetronsputtering．Thestructureandphotoelectricproper

4、tyofZATOfilmswerecharacterizedbyX-raydiffraction(XRD)，atomicforcemicroscope(AFM)，ultravioletspectrophotometerandfour-pointprobemeter．TheresultsshowthatZAT0filmsgrowalong(002)crystalplane．Bysputteringat120W。theaverageoptica1transmittanceofZATOfilmishigherthan88anditsresistivit

5、yiS7．46×10一。Q·cm．Keywords：AI～Snco-dopedzincoxide；magnetronsputtering；sputteringpower；photoelectricproper～tvZnO薄膜的光学、电学或化学性能。但是Al—Sn0引言共掺杂ZnO体系(ZATO)的研究不多，文献E8-1ZnO掺杂体系薄膜具有廉价、无毒、优异的通过溶胶凝胶法制备出了ZATO薄膜，而关于用电学和光学性能，并且易于制备，是替代ITO薄磁控溅射法制备ZATO薄膜的研究较少。本文膜最具竞争力的透明导电薄膜材料。低电阻率的采用磁控溅射法制备Z

6、nO和ZATO薄膜，对比ZnO薄膜在可见光谱区具有高透射率，可以在光研究了其结构、形貌和电学、光学性能。电显示领域用作透明电极。单元素掺杂In、Ga、1实验B、Al、Sn、Er或F等能改善ZnO薄膜光学和电学性能[1]。近年来，研究人员开展了ZnO双元素共实验采用FJL560B1型真空磁控与离子束溅掺杂的研究，如Al-Inc、A1-、，(、A1一Fc、Al—射设备沉积Al、sn共掺杂ZnO薄膜。陶瓷靶由Sc[引、A1一w[引、M-TiE等共掺杂体系，以提高ZnO(99．9)、AI203(99．9)、Sn02(99．9％)三收稿日期：2013—03

7、—13；修回日期：2013—05—27基金项目：安徽省自然科学基金资助项目(090414182)；安徽省高校自然科学基金资助项目(KJ2009A091；KJ2012A228)作者简介：胡仁杰(1985一)，男，江苏无锡人，合肥工业大学硕士生；李合琴(1956一)，女，山东陵县人，博士，合肥工业大学教授，博士生导师．1440合肥工业大学学报(自然科学版)第36卷者粉末以质量比为96：1：3混合研磨，粉末烘干布拉格公式为：2dsin一m，其中，d为晶面后在磨具中以40MPa压制，在空气气氛中以间距；为衍射半角；为衍射级数；为入射X射1100℃绕结3h

8、制得。烧结后靶材直径62mm，线波长。由布拉格公式可知，减小则增大，这是厚3．5mm。溅射采用99．995纯度的氧气，流由于Al、Sn离