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本文首先回顾了透明导电薄膜的发展历程,指出ZAO(氧化锌铝)薄膜是新一代透明导电薄膜,并讨论其性能优点及一般制备方法。在此基础上本课题利用射频磁控溅射的方法制备ZAO薄膜。
在研究的开始,首先对用于溅射的ZAO靶材进行了制备,并成功地烧制出ZAO靶材,积累了一定经验。靶材烧结温度为1300℃。升温过程中,在600℃处保温两小时.在测试中,使用SEM和XRD考察ZAO靶材的性能。在研制靶材的过程中,合理地制定升温曲线,对于靶材烧结的好坏有重要作用。
研究中利用自制的ZAO靶材进行了射频溅射,在玻璃基体上制备出了ZAO透明导电陶瓷薄膜。实验中分别探索了氩气压强、基体温度、溅射时间、溅射功率、退火温度这五个工艺条件对ZAO薄膜性能的影响。对制得的样品进行了方阻、可见光透过率的测试,并使用AFM、XRD对样品进行的表面形貌测试和结晶测试。
实验中发现溅射时间和溅射功率的增加有助于降低ZAO薄膜的方阻,同时对薄膜的透过率也有一定影响。提高基体温度和退火温度都有助于降低ZAO薄膜的方阻,其中提高基体温度对于降低薄膜方阻,更为有效,但当基体温度和退火温度较高时,ZAO薄膜透光率会下降。氩气压强为0.75Pa下制备的ZAO薄膜方阻最低,随着氩气压强的提高,ZAO薄膜的可见光透过率提高。
当基体温度为450℃时,ZAO薄膜出现颗粒减小、晶粒长大的现象。文中解释了这种现象对ZAO薄膜方阻影响的机理。
ZAO薄膜样品的可见光平均透过率大都基本上在80%以上,最高可达达到88.58%。ZAO薄膜的方阻最高可达到8.915Ω/□。