论文部分内容阅读
透明导电薄膜是光电子器件中的一种关键性材料,在薄膜太阳能电池、平面显示、触摸屏等领域有着巨大的市场需求。随着透明导电薄膜技术的发展,ZnO基磁控溅射靶材以及其薄膜沉积技术成为了研究热点之一,并且部分已应用于工业化生产。其研究报道多集中在铝掺杂氧化锌(AZO)陶瓷靶材上,而对镓掺杂氧化锌(GZO)的研究报道则相对较少。从已有研究来看,GZO薄膜比AZO薄膜在性能上更具有优势,然而由于Ga在ZnO中的溶解度与薄膜性能所需的掺杂量有较大的差距,使得GZO陶瓷靶材的制备有比较大的困难。 本文以ZnO和Ga2O3粉体为原料,分别采用无压烧结法和热压烧结法制备GZO陶瓷靶材。通过阿基米德法、XRD、SEM、四探针电阻率测试仪、热膨胀仪分析GZO陶瓷靶材的性能,研究无压烧结工艺和热压烧结工艺对GZO陶瓷靶材的影响。结果如下:从生坯成型压力的研究中发现:成型压力会促进GZO陶瓷靶材烧结时发生的化合反应,同时,在200 MPa压制成型的GZO陶瓷靶材具有最好的烧结致密程度93.54%TD。采用无压烧结时,GZO陶瓷靶材从800℃开始烧结致密化,在1400℃具有最高致密度90.5%TD和最低电阻率4.3×10-2Ω?cm,当烧结温度达到1500℃时,试样出现反致密化现象。采用热压烧结时,从烧结温度的研究中发现:通过施加外加压力能有效降低GZO陶瓷靶材所需的烧结温度,同时,热压烧结对GZO陶瓷靶材烧结中的化合反应有很大的促进作用,当外加压力为18 MPa时,GZO陶瓷靶材在1150℃取得最高致密度95.04%TD与最低电阻率9.0×10-3Ω?cm。