溅射参数对单层azo和多层azocuazo薄膜性能的影响研究论文

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1、溅射参数对单层AZO和多层AZO/Cu/AZO薄膜性能的影响研究毕业论文目录摘要6Abstract7第一章绪论11.1引言11.2氧化锌的基本性质11.2.1ZnO的晶体结构21.2.2ZnO的电学性质和光学特性31.2.3ZnO的能带结构31.3ZnO的应用31.3.1透明导电薄膜31.3.2发光器件31.3.3紫外探测管31.4AZO/Cu/AZO多层透明导电薄膜的研究41.4.1TCO薄膜的种类41.4.2AZO/Cu/AZO多层透明导电薄膜的用途41.5本文主要研究目的和内容4第二章透明导

2、电薄膜的制备和表征手段52.1主要制备技术52.1.1磁控溅射技术52.1.2真空蒸发技术72.1.3PLD技术82.1.4溶胶凝胶技术82.2主要表征方法92.2.1表面轮廓仪92.2.2分光光度计92.2.3X射线衍射仪102.2.4四探针方阻仪102.2.5霍尔测试仪11第三章单层AZO薄膜测试结果与讨论123.1引言123.2实验参数1253.3实验参数对单层AZO薄膜性能的影响133.3.1衬底温度对单层AZO薄膜薄膜性能的影响133.3.2偏压对AZO薄膜性能的影响163.3.3后续退

3、火对单层AZO薄膜性能的影响193.2本章小结19第四章AZO/Cu/AZO多层透明导电薄膜测试结果与讨论214.1引言214.2实验参数214.3溅射功率对AZO/Cu/AZO多层透明导电薄膜光电性能的影响224.3.1溅射功率对AZO/Cu/AZO多层薄膜的光学性能分析224.3.2溅射功率对AZO/Cu/AZO多层薄膜的结晶性能的影响234.3.3溅射功率对AZO/Cu/AZO多层薄膜的表面形貌影响254.3.4溅射功率对AZO/Cu/AZO多层薄膜的电学性能的影响254.4溅射压强对AZO

4、/Cu/AZO多层薄膜光电性能的影响274.4.1溅射压强对AZO/Cu/AZO多层薄膜光学性能的影响274.4.2溅射压强对AZO/Cu/AZO多层薄膜结晶质量的影响284.4.3溅射压强对AZO/Cu/AZO多层薄膜电学性能的影响304.5本章小结31第五章结论32结束语34致谢35作者在学术期间取得的学术成果36参考文献375摘要摘要近年来，ZnO薄膜材料在光电器件领域，获得了广泛的应用。ZnO材料作为一种禁带宽度达到3.3eV的半导体材料，具有晶格结构、光学和电学方面的诸多优点。并且相对于

5、ITO薄膜，ZnO:Al(简称AZO)薄膜的电阻率更低、可见光透过率更高，并且由于原材料储量丰富，价格低廉，制备过程不会产生污染，因此有望在透明导电领域，成为ITO薄膜的替代者。磁控溅射技术，作为众多AZO薄膜制备技术中的一种，具有相对较高的均匀性和沉积速率，被认为是制备AZO薄膜较为理想的制备技术。本文前两章，首先对ZnO和透明导电（TCO）薄膜的性质、结构、及发展现状进行了概括和总结，再对单层AZO薄膜和多层AZO/Cu/AZO薄膜的性能和应用领域进行了介绍，之后又对AZO薄膜的制备方法和表征

6、方式进行了综合描述。在此基础上，本实验采用磁控溅射技术，以纯度3N、2wt%Al2O3掺杂的ZnO陶瓷靶作为溅射靶材，在普通载玻片衬底上制备了单层和多层AZO薄膜样品。之后对所得的样品，采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪、紫外可见光谱仪(UV-Vis)等方法进行了测试分析。着重研究了不同制备参数（包括衬底温度、溅射压强、溅射功率等），对AZO薄膜形貌结构和光电性能的影响。最终得到了以下的结论：通过分析并汇总实验数据，实验验证了：AZO薄膜的晶体结构、表面形貌、及光电性能，受到衬底

7、温度、溅射压强、溅射功率等制备参数的显著影响。实验制备得到的所有AZO薄膜样品，均为多晶的六角纤锌矿结构，呈现c轴（002）晶面择优取向，并且在可见光区范围内的光透过率较高。对于单层AZO薄膜来说，当溅射偏压为60V，衬底温度达到200℃时薄膜性能最佳，并且后续退火处理可以显著降低其电阻率。以此为基础，对于多层AZO/Cu/AZO薄膜，当溅射功率达到120W，溅射压强为0.5Pa时薄膜性能达到最佳。最终得出了，在低温区域内，磁控溅射技术制备AZO薄膜的优化工艺参数：溅射时间30min、负偏压为60

8、V、衬底温度200℃时、300℃氮气退火后，制得的单层AZO薄膜的可见光透过率达到81%，最低电阻率为9.2×10-4Ω·cm；以此为基础，当溅射压强为0.5Pa，溅射功率为120W时，多层AZO/Cu/AZO薄膜的可见光透过率为75%，最低电阻率为7.2×10-4Ω·cm。关键词：ZnO，AZO，磁控溅射，衬底温度，溅射压强，溅射功率5AbstractAbstractIntherecentyears,ZnOfilmmaterialiswidelyusedinoptoelectro