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UV-8000分光光度計(jì)探究半導(dǎo)體ZAO薄膜的光學(xué)性能

更新時(shí)間:2022-12-14點(diǎn)擊次數(shù):1724

半導(dǎo)體透明導(dǎo)電氧化薄膜(TCO)具有優(yōu)異的光學(xué)和電學(xué)性能,可見(jiàn)光區(qū)高透射率,紅外區(qū)高反射率和微波強(qiáng)衰減性,同時(shí)具有低的電阻率,是功能材料中具有特色的一類(lèi)薄膜, 已廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池、真空電子器件、防護(hù)涂層、電磁屏蔽等領(lǐng)域中。但是,ITO薄膜在等離子體中表現(xiàn)不穩(wěn)定,在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域的應(yīng)用受限。 用作有機(jī)發(fā)光二管陽(yáng)極時(shí),In 向有機(jī)層的擴(kuò)散會(huì)影響發(fā)光效率。ITO的脆性也限制其在柔性光電器材中的應(yīng)用,很難制備高品質(zhì)的柔ITO薄膜。此外ITO薄膜的主要成分銦貯量少且有毒,原料成本高,危害環(huán)境和人類(lèi)的健康,其應(yīng)用也受到一定限制。ZnO膜系中的ZnO:Al(ZAO)薄膜具有和ITO薄膜相比擬的光電性能,且ZAO薄膜原料儲(chǔ)量豐富、成本低、熱穩(wěn)定性高和化學(xué)穩(wěn)定性較高、易于加工。目前生成ZAO薄膜的工藝方法有:磁控濺射法、真空蒸發(fā)鍍膜法、溶膠-凝膠法、激光分子束外延法、金屬有機(jī)化學(xué)沉積法、脈沖激光沉積法和超聲噴霧熱解法等,其中磁控濺射法相較于其他工藝具有薄膜沉積速度快,工藝步驟簡(jiǎn)單,儀器設(shè)備能耗低,低溫下可大面積連續(xù)均勻鍍膜,適用于大批量生產(chǎn)制造的優(yōu)點(diǎn)。本文采用磁控濺射法在襯底上制備ZAO薄膜,并重點(diǎn)分析了ZAO薄膜的光學(xué)性能。

 

圖片1.png

 

光學(xué)性能的探究利用UV-8000型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)量薄膜的可見(jiàn)光透射率。圖1是在不同襯底溫度下所制備的Al摻雜量2%的ZAO薄膜的透光率曲線,由圖可見(jiàn),ZAO薄膜具有明顯的截止吸收邊,在300~800 nm入射波長(zhǎng)范圍內(nèi)ZAO薄膜的可見(jiàn)光透過(guò)率變化不是很大,ZAO薄膜的可見(jiàn)光透射率在不同襯底溫度下均達(dá)到80 %以上,某些波段透光率甚至可以達(dá)到95 %,證明ZAO薄膜具有良好的透射率。在本實(shí)驗(yàn)條件下襯底溫度為200 ℃時(shí)的ZAO薄膜透光率可達(dá)85%。

 

圖片2.png

 

圖1 摻Al量2%的ZAO薄膜不同襯底溫度下透過(guò)率

 

結(jié)果顯示,本實(shí)驗(yàn)條件下,制備的ZAO薄膜結(jié)晶有序,缺陷較低,擇優(yōu)取向生長(zhǎng),襯底溫度200℃時(shí)薄膜具有良好的可見(jiàn)光透射率。

[1] 磁控濺射法制備ZAO薄膜的性能分析[J]. 張宇.電大理工.2022(01)


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