掺铝氧化锌(ZAO)透明导电薄膜的研究进展
ZAO透明导电薄膜的制备工艺与性能研究的开题报告
ZAOp/ZAO透明导电薄膜的制备工艺与性能研究的开题报告标题：ZAOp/ZAO透明导电薄膜的制备工艺与性能研究背景介绍：透明导电薄膜是一种具有广泛应用前景的材料，可以用于太阳能电池、液晶显示器、有机发光二极管等领域。
其中，氧化锌掺杂铝（ZnO：Al）透明导电薄膜是目前应用最广泛的一种。
但是由于掺杂的不均匀性和低温沉积等因素，ZnO：Al薄膜常常存在电学性能不稳定的问题，同时在可见光区的透过率也有待提高。
近年来，氧化锆掺杂锆（ZrO2：Zr）透明导电薄膜因具有较高的稳定性和可见光区较高的透过率等优点而得到了广泛研究。
此外，将ZrO2和ZnO：Al同时掺杂的ZAOp/ZAO复合透明导电薄膜也被认为具有潜在的应用价值。
因此，对于ZAOp/ZAO薄膜的制备工艺和性能研究具有重要意义。
研究内容和方法：本文将从ZAOp/ZAO复合透明导电薄膜的制备工艺和性能两个方面进行研究。
制备工艺研究：通过化学气相沉积（CVD）和磁控溅射（DC）两种方法制备ZAOp/ZAO复合透明导电薄膜，并对比它们的制备工艺，包括沉积温度、沉积时间、掺杂浓度、气体流量等因素对于薄膜结构和性能的影响，通过SEM、XRD、AFM等手段对薄膜的微观形貌和结晶结构进行分析。
性能研究：主要探究ZAOp/ZAO薄膜的电学性能和光学性能。
电学性能包括电阻率、载流子浓度和迁移率等，通过四探针法和霍尔效应测量样品表面的电学性能；光学性能包括透过率和发射率等，通过紫外-可见-近红外分光光度计和Ellipsometry仪器来测量薄膜的光学性能。
预期成果和意义：预计可以得到以下几个方面的成果：（1）探究ZAOp/ZAO薄膜的制备工艺，优化工艺参数，提高薄膜性能，增强其应用前景。
（2）通过对ZAOp/ZAO的电学性能和光学性能的研究，对它们的特性进行全面的认识，为其应用提供基础数据。
（3）扩展ZAOp/ZAO薄膜的应用范围，拓展氧化锌透明导电薄膜的研究领域。
掺AlZnO柔性透明导电薄膜研究进展_张化福
掺Al ZnO柔性透明导电薄膜研究进展张化福,袁玉珍,刘汉法,刘云燕(山东理工大学物理与光电信息技术学院,山东淄博255049)摘要:柔性透明导电薄膜ZAO具有优异的光电性能且资源丰富、成本低、对环境无污染,成为当前的研究热点。
总结了近年来对柔性衬底材料处理的方法,分析了柔性透明导电薄膜的研究历史和现状。
介绍了柔性透明导电薄膜ZAO的结构、光电特性、典型制备方法和应用前景。
评述了柔性ZAO薄膜的研究现状,并对其近期研究和应用工作进行了展望。
关键词:ZAO薄膜;柔性衬底;透明导电薄膜中图分类号:TN304;TB43文献标识码:A文章编号:1003-353X(2008)06-0461-05 Advancement of Al Doped ZnO Flexib le TransparentConducting Thin FilmZhang Huafu,Yuan Yuzhen,Liu Hanfa,Liu Yunyan(School o f Ph ysics an d Optic-Electronic In f ormation,Unive rsity o f Technology o f Shandong,Zibo255049,China)Abstract:Owing to its e xcellent optic-elec tronic properties,rich in resources,low cost and innocuity, flexible transparent conducting film ZAO becomes a focus of research.The treatments of flexible substrate are discussed,the history and development of fle xible transparent conduc ting films are analyzed,the micro-structure and properties of ZAO film,the typical preparation techniques,the application prospect are introduced,the research developments of this ma terial,and the future work to be done in ZAO thin film research and application fields are reviewed.Key words:Z AO thin film;flexible substrate;flexible transparent conducting thin filmEEAC C:4200;25000引言透明导电薄膜是指那种对可见光的平均透过率高(T>80%)、电阻率低(Q<10-38#c m)的薄膜,在太阳能电池、平板显示器、薄膜晶体管(TFT)、气敏元件、抗静电涂层[1-2]以及半导体/绝缘体/半导体(SIS)异质结[3]、现代战机和巡航导弹的窗口等[4]领域具有广阔的应用前景。
氧化锌透明导电薄膜制备技术研究
氧化锌透明导电薄膜制备技术研究随着现代电子科技的快速发展，透明导电薄膜的需求量越来越大，特别是在显示器、太阳能电池、智能玻璃、触摸屏等领域得到了广泛应用，因此，透明导电薄膜的开发和研究成为了热点话题。
其中氧化锌透明导电薄膜是一种性能优良、稳定性高的透明导电薄膜材料，具有很高的研究和应用价值。
氧化锌（ZnO）是一种物理和化学性质稳定的半导体材料，具有广泛的应用前景。
其中最具代表性的就是氧化锌透明导电薄膜，它可以用于液晶显示器、智能玻璃、太阳能电池等领域。
氧化锌透明导电薄膜具有很高的透明率（超过90%），较低的电阻率（10-4-10-2Ω/cm2），优良的光学、电学性能和化学稳定性，极易制备成大面积平整薄膜。
制备氧化锌透明导电薄膜的方法有很多种，如磁控溅射法、射频反应磁控溅射法、化学气相沉积法、离子束溅射法等。
其中，磁控溅射法是一种常用的制备氧化锌透明导电薄膜的方法。
它可以通过控制沉积条件来调控氧化锌的形貌、结构和性能。
同时，该方法还具有操作简单、制备成本较低等优点，因此在学术研究和工业生产中得到了广泛应用。
磁控溅射法制备氧化锌透明导电薄膜的基本过程是，在高真空环境下，利用惯性离子把氧化锌靶材表面的原子和离子溅射到基板表面，形成薄膜。
该方法可以用简单的设备和低温沉积条件制备高品质的氧化锌透明导电薄膜。
同时，该方法还具有较高的生长速率、较低的沉积温度、较好的可重复性和控制性等优点。
在制备氧化锌透明导电薄膜时，常采用掺杂的方式来改善其导电性能。
通常采用的掺杂剂有铝、锡等元素。
磁控溅射法制备氧化锌透明导电薄膜的关键技术是对沉积条件的控制。
首先，要选择合适的氧化锌靶材，提高靶材的纯度和致密度，以保证沉积出的氧化锌薄膜具有较高的质量。
其次，要控制沉积温度和气压，保证薄膜的形貌和结构。
同时，沉积时间和离子能量也是影响氧化锌透明导电薄膜质量的重要因素。
最后，要在沉积过程中对氧化锌薄膜进行掺杂，提高其导电性能。
掺杂的方式可以分为氧化物掺杂、杂质掺杂和气体掺杂等。
_Al_Zr_共掺杂ZnO透明导电薄膜的结构以及光电性能研究_薛建设
第22卷 第5期2007年10月液 晶 与 显 示Chinese Jour nal of L iquid Cry stals and Display sVol .22,No .5Oct .,2007文章编号:1007-2780(2007)05-0560-05(A l ,Zr )共掺杂ZnO 透明导电薄膜的结构以及光电性能研究薛建设1,林 炜2,马瑞新2,康 勃2,吴中亮2(1.北京京东方光电科技有限公司,北京 100176,E -mail :xu ejiansh e @boe .com .cn ;2.北京科技大学冶金与生态工程学院,北京 100083)摘 要:用射频磁控溅射法在玻璃衬底上氩气气氛中制备出(A l ,Z r )共掺杂的ZnO 透明导电薄膜,研究了不同Zr 掺杂浓度和薄膜厚度ZnO 薄膜的结构、电学和光学特性。
结果表明,在最佳沉积条件下我们制备出了具有(002)单一择优取向的多晶六角纤锌矿结构,电阻率为2.2×10-2Ψ·cm ,且可见光段(320～800nm )平均透过率达到85%的Z nO 透明导电薄膜。
在150℃的条件下对(A l ,Zr )共掺杂的ZnO 薄膜进行1h 的退火处理,薄膜电阻率降低至8.4×10-3Ψ·cm 。
Z r 杂质的掺入改善了薄膜的可见光透光性。
关 键 词:氧化锌;透明导电薄膜;电阻率;透光率;射频磁控溅射中图分类号:O 484.4 文献标识码:A 收稿日期:2007-03-27;修订日期:2007-06-14 基金项目:北京市科委科技计划资助项目(No .D0306006000091,No .D0304002000021)1 引 言透明导电薄膜是在可见光区透光(T >80%)、紫外区截至,并且具有较低电阻率(～10-4Ψ·cm )的一种功能薄膜。
透明导电薄膜主要分为:金属膜系、透明导电氧化物(TCO )、高分子膜系、复合膜系、其他化合物膜系等,其中TCO 薄膜是目前工业最广泛应用的[1,2]。
掺铝氧化锌ZAO(ZnO∶Al)薄膜研究
基金项 目： 安徽省优秀青年基金资助项 目（４ ４ ００ ； ０ ０４ ６ ） 安徽省高层次优秀人才研究奖励基金资助项 目（ ０４ ０ ７ ２０ Ｚ ２ ） 作者简介 ： 李 村 （９ ９一） 男 ， １６ ， 安徽巢湖人 ， 徽大学副教授 ， 安 博士．
维普资讯
图 １ Ｚ Ｏ的 纤 维 矿 晶 体 结 构 ｎ
同， 品格 常数也 稍 有 变 动 ， 且 不 同的 退 火 温 度 对 衍 射 峰 的强 并
度及 晶粒 的大小 有较 大影 响．
２ Ｚ Ｏ 薄膜的性能 Ａ
２ １ Ｚ Ｏ 薄膜 的导 电机 理及 电学性 质 ． Ａ
在 六方 氧 化 锌 结 构 中 掺 入 Ａ ｌ时 ，由 于 铝 的 离 子 半 径 （ ＝０ ０ ７ ｍ）比 锌 的 离 子 半 径 ｒ ． ５ｎ
反 射率 （ ％ ＞ ０） Ｒ ６ 及优 良的导 电性 （ １ Ｑ ・ ｍ） 因此 该 薄膜具 有与 ＩＯ（ｎＯ ：ｎ 薄膜 相 比拟 Ｐ＜ ０ ｃ 等． Ｔ Ｉ： 。Ｓ ）
的光学 和电学 特性 ， 而且 制备 工艺简 单 、 格低 、 毒 和稳 定 性 好 等性 能 特 征 ， 渐成 为 ＩＯ薄 膜 的 价 无 逐 Ｔ
２ 纪７ ０世 ０年代末 人们 开始 关 注一种 新型 的透 明 导 电材料 一掺 铝 氧 化锌 Ｚ Ｏ（ ｎ Ａ ） Ａ Ｚ Ｏ： １薄膜 ． Ａ ＺＯ
薄膜 是一种 透 明导 电膜 ， 可见 光范 围 内具 有很 高 的透过性 （ ％ ＞８ ， 中红 外 光范 围 内具有 很 高 的 在 Ｔ ０） 近
绍 了掺 铝 氧 化 锌 Ｚ Ｏ薄 膜 的 各种 制 备 方 法 ， 总结 了 Ｚ Ｏ薄 膜 在 各 种 领 域 中 的 应 用 ． 出 了薄 膜 材 料 Ａ 并 Ａ 提
掺铝氧化锌(AZO)导电薄膜的研究进展
Ｓｔｕ ｔ ｒ ，ｅｅ ｔｉ ｍ ｅ ｈ ｎｓ ，ｐ ｏ ｏ ｌｃ ｒ ｒ ｐ ｒｉｓａ ｄ ｉｖ ｓ ｉａ ｉ ｏ ｕ ｆＡＺＯ ｍ ｒｃ ｕｅ ｌｃ ｒ ｃ ｃ ａ ｉｍ ｈ ｔ ｅｅ ｔｉ ｐ ｏ ｅ ｅ ｎ ｎ ｅ ｔ ｔ ｃ ｔ ｇ ｏｎｆ ｃ ｓ ｏ
ａ ｅ ｅ ｐ ａ ｉｅ ．Ｔ ｅ ｐ ｏｐ ｒｉ ｓ ｏ ｒ ｎ ｐ ｒ ｎ ｎ ｏ ｄ ｃ ｉ ｇ ｍ ｓ ｓ ｏｕｄ ｂ ｍ ｐ ｏ ｅ ｒ ｍ ｈ ｓ ｚ ｄ ｈ ｒ ｅ ｅ ｆ ｔａ ｓ ａ ｅ ｔ ａ ｄ ｃ ｎ ｕ ｔ ｔ ｎ ｈ ｌ ｅ ｉ ｒ ｖ ｄ
（ｃ ｏ ｌ ｆ ｔｒ ｌ ｃ ｎ ｅａ ｄＥ ｇｎ ｅｉ Ｓ ａ ｎ ｉ ｉｅｓｙ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｅｉ ｉ ｃ ｎ ｎ ｉ ｒ ｇ， ｈ ｎ Ｘ ｖ ｒｉ Ｍａ ａ Ｓ ｅ ｅ ｎ Ｕｎ ｔ
ｏ ｃ ｎｅ ａ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｓ ａ Ｘ ｉ Ｙ ｎ １ ０ １ ｈ ａ ｆ ｉ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏ ｇ ， ｈ ｎ ｉ ａ ａ ｇ７ ８ ， ｉ ） Ｓ ｅ ｏ Ｘ ｎ ２ Ｃ ｎ
（ 商品 名 ） Ｓ Ｏ： 一 ｎ 薄膜 。２ ０世 纪 ８ ０年代 开 始 出现研
究 Ｚ Ｏ基 薄膜 的热潮 。 １８ ｎ ９ ５年 ，ａ ｅ ｊ ｉ Ｔ ｋａＯｉ Ｓｚ ｏ ｏ
Ｍｉ ｔ 首 次 用 气 相 聚 合 方 法 合 成 了 导 电 的 ｙ ａ ａ ＰＹ Ｖ Ｐ —Ｐ Ａ复合 膜 ， 而 开创 了导 电高 分子 的光 电领 从
需要 。
关键词 ： 透明导电膜 ； 掺铝氧化锌薄薄； 多层膜设计
中 图分类 号 ： Ｎ１ ４３ Ｔ ． ０ 文献标 识码 ： Ａ
Ｒｅ ｅ ｔＲｅ ａ ｃ ｎ ＡＺＯ ｎ ｕ ｔ ｇ Ｆ． ｓ ｃ ｎ ｓ ｅｒ ｈ ０ Ｃｏ ｄ ｃ ｉ １ ｎ ｍ
高导电高透明性ZnO：Al透明导电膜的制备工艺研究
首先将 洁净 的载玻 片固定 ，垂直浸入制备好 的溶液 中， 停留 ｌ ｎ以达 到吸附平衡 。然后打开流量控 制阀 ，保持 液 ｍｉ
面 以 ｌ ｍ／ 的 速 度 下 降 ，待 载 玻 片 离 开 液 面 ，取 下 放 置 在 ｍ ｓ
１ 实 验
１ １试 验 药 品 ．
市售二水合 乙酸 锌 ［ ｎ（ Ｈ。 Ｏ ｚ・２ Ｏ，Ａｎ ， ｚ Ｃ Ｃ Ｏ） Ｈ ３
法 ，设 备更加简易 ，操作更加简单 ，最突出的优点是克服 了 提拉过程中的机械振动对薄膜均匀性的不 良影 响，使成膜均
匀性 更 好 。
Ａ Ｏ薄膜 的方法主要有磁控溅 射法［ 、化学气相 沉积法ｌ 、 Ｚ ５ ］ ＿ ６ ］ 脉 冲激光沉 积法： 、喷雾 热分解法［ 和溶胶 一凝胶法 等。 。 ］ 。 溶胶 一凝胶法具有成本较低 ，工艺简单可控 ，且能克服其他 方法难以大面积成膜的缺点 ，成为研究的重点之一ｌ 】 。
２ １２ ．９ ８ ２部 队 ，海南 海口 ５０ ２ ） ７ １ ５
海 口 ５０２ ； ７２ ８
摘要： 本文采 用溶胶一凝胶法 ，利用浸渍下 降涂膜装 置及 氮气退 火工艺成 功制备 出高透 光率 、高导 电的掺铝 氧化锌
（ｎ Ｚ Ｏ：Ａ１ ，ＡＺ Ｏ）透明导电膜，并对 薄膜性 能进行 了表征 。结果表明 ：氮气退 火处理对 ＡＺ Ｏ薄膜结构及 光电性能有较 大
２１ ０ ２年 ・ ２期 第
技术与研 究
中国材料科技与设备 （ 双月刊 ）
高导 电高透 Leabharlann 性 Ｚ Ｏ： ｎ 透明导 电膜的制备工艺研究
张凡 ，郝 万 军 ，赵 冉 ，张振 华 ，孙 昌 萌 陈 东卫 ，
（＿ １ 海南大学 材料与化工学院 教育部海南 优势资源 化工 材料重点 实验室 ，海南
掺铝氧化锌薄膜的光学性能研究
掺铝氧化锌薄膜的光学性能研究
掺铝氧化锌薄膜具有优异的光学性能，适用于透明电子设备、
太阳能电池、平板显示器等领域。
本文以磁控溅射法制备的掺铝氧
化锌薄膜为研究对象，分析其光学性能。
首先，采用紫外可见分光光度计对掺铝氧化锌薄膜的透射率进
行测试。
结果显示，在可见光波长范围内，掺铝氧化锌薄膜的透射
率随着掺杂量的增加而降低。
这是因为掺杂铝使晶格结构出现缺陷，增加晶格阻抗，导致透射率下降。
同时，随着薄膜厚度的增加，透
射率也随之降低。
这是因为光在薄膜中的传播受到增加的杂质和阻
尼的影响。
其次，利用椭偏仪对掺铝氧化锌薄膜的折射率进行测试。
结果
显示，掺铝氧化锌薄膜的折射率随着掺杂量的增加而增大。
这是因
为掺杂铝的离子半径比锌的大，替代部分锌离子时导致晶格填充率
增加，提高折射率。
同时，随着薄膜厚度的增加，折射率也随之增大。
这是由于光在薄膜中的传播受到增加的杂质和界面的反射影响。
最后，采用自制的激光扫描系统对掺铝氧化锌薄膜的表面形貌
进行测试。
结果显示，随着掺杂量和薄膜厚度的增加，表面粗糙度
也随之增大。
这是因为在制备过程中掺杂剂铝离子的掺入导致晶格
结构发生变化，增加了薄膜表面的缺陷。
同时，随着薄膜厚度的增加，薄膜表面的杂质和缺陷也变得更明显，导致表面更加粗糙。
综上所述，采用磁控溅射法制备的掺铝氧化锌薄膜具有一定的
光学性能，但其掺杂量和薄膜厚度会对透射率、折射率和表面形貌
产生明显的影响。
在实际应用中需要选择合适的制备条件，以满足特定的应用需求。
透明导电ZnO -Al ( ZAO)纳米薄膜的性能分析
3 ZAO 薄膜的电学性能分析
电学性能分析主要有载流子浓度 n 、 霍尔迁移 率 μr 及电阻率 ρ,采用范德堡法测量薄膜载流子浓 度和霍尔迁移率 。 透明导电氧化物薄膜大多为 n 型半导体 , 薄膜 中载流子主要来源于氧缺位和替位掺杂 , 而薄膜中 各种散射机制决定了载流子的迁移率 ,因此 ,尽量减 少薄膜中散射中心的影响 , 从而有效提高薄膜中载 流子的迁移率 。ZAO 是透明导电氧化物半导体薄 膜 ,Al3 + 对 Zn2 + 的替代掺杂提供了一个电子 , 这是 载流子的主要来源 , 因而载流子浓度与 Al3 + 的含量 有关 。图 4 为 ZAO 薄膜电学性能与 Al 含量的关系 图 ,在一定薄膜厚度条件下 , 载流子浓度随 Al3 + 含 量的增加而增大 , 但随着 Al3 + 含量的增加 ,Al3 + 在 结晶成膜过程中形成的杂质散射中心随之增加 , 其 离化杂质散射居主导地位 , 同时结晶过程中晶体发
11
但不会完全消失 。从图 3 中对比看出 , 随着退火温 度的升高 ,衍射峰值的半高宽逐渐变窄 。其晶格常 数 c 可由式 ( 1) 估算 :
1
d ( hkl)
2
=
4 3
h + hk + k 2 a
2
2
+
l 2 c
( 1)
生晶格畸变 ,晶界散射也起一定的作用 ,这都会造成 迁移率有所下降 。因此 , ZAO 薄膜的电阻率的变化 不会无限地下降 ,作者制备得到 ZAO 薄膜的电阻率 最低为 415 × 10 - 4 Ω・ cm 。
式 ( 1) 中 d 是晶面间距 , 由 XRD 测试得到 。 把 ( hkl ) 用 ( 002) 代入得 : c = 2 d (002)
掺铝氧化锌_AZO_导电薄膜的研究进展_张亚萍
溶 胶 —凝 胶（ Ｓｏｌ－ Ｇｅ ｌ） 法 是 一 种 高 效 的 边 缘 制 膜技术， 一般以醋酸锌为原料。在较低温度下， 使锌 的化合物经液相沉积出来， 直接制成涂层， 并退火得 到多晶结构， 还可利用 ＡｌＣｌ３·２Ｈ２Ｏ 或 Ａｌ （ ＮＯｌ 法便于化学计量 控制 前驱体溶液， 容易修改成份， 可定制显微组织， 容易 引入各种官能团或封装传感元件， 成膜均匀性好， 对 衬底附着力强， 生长温度低， 且无需真空设备， 成本 低， 适于批量生产。
ＺＨＡＮＧ Ｙａ － ｐｉｎｇ， ＬＩ Ｑｉ－ ｊｉａ （Ｓ ｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａ ｔｅ ｒｉａ ｌ Ｓ ｃｉｅ ｎｃｅ ａ ｎｄ Ｅｎｇｉｎｅ ｅ ｒｉｎｇ ， Ｓ ｈａ ｎｎＸｉ Ｕｎｉｖｅ ｒｓ ｉｔｙ
ｏｆ Ｓ ｃｉｅ ｎｃｅ ａ ｎｄ Ｔｅ ｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｓ ｈａ ｎＸｉ Ｘｉａ ｎＹａ ｎｇ ７１２０８１，Ｃｈｉｎａ ）
张亚萍， 李启甲： 掺铝氧化锌（ ＡＺＯ） 导电薄膜的研究进展 文章编号： １００６－ ６２６８（ ２００６） ０３－ ００５１－ ０４
总第 ６１ 期
掺铝氧化锌 （ ＡＺＯ） 导电薄膜的 研究进展
张亚萍， 李启甲 （ 陕西科技大学材料科学与工程学院， 陕西 咸阳 ７１２０８１）
摘 要：综 述 透 明 导 电 薄 膜 的 性 能 、种 类 、制 备 工 艺 、研 究 及 应 用 状 况 ， 重 点 讨 论 掺 铝 氧 化 锌
金属材料 Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｌ １００～１０５ ６０～８０
氧化物半导体
ＺｎＯ、β－ Ｇａ２Ｏ３、 ＺｎＯ－ ＺｒＯ２、 ＺｎＯ－ Ａｌ２Ｏ３
１００～１０５
７５～９５
导电性氮化物 ＴｉＮ、……ＨｆＮ
氧化锌透明导电薄膜的制备与性能研究
氧化锌透明导电薄膜的制备与性能研究在现代电子技术和光电领域中，透明导电薄膜的应用越来越广泛，其中最具代表性的是氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜。
然而，ITO薄膜具有价格昂贵、易碎、耐蚀性差等问题，因此开发一种性能更好、成本更低的透明导电薄膜显得尤为重要。
在这种情况下，氧化锌透明导电薄膜作为最有潜力的替代材料之一，备受关注。
一、氧化锌透明导电薄膜的制备方法氧化锌透明导电薄膜通常采用物理蒸发和溅射法两种方法进行制备。
其中，物理蒸发法是一种产生气态金属物质，以在样品表面沉积导电薄膜的方法，相对来说比较简单快捷。
而利用直流磁控溅射技术制备氧化锌薄膜更常用，其优点是可以通过改变设备参数、材料的化学组成以及加热条件来控制薄膜的性质和厚度等参数。
二、氧化锌透明导电薄膜的性能研究表面等离子体共振(SPR)技术用于测试氧化锌透明导电薄膜的光学性质，结果表明其具有较高的透明度和导电性能。
X光光电子能谱(XPS)和拉曼光谱测试结果表明，氧化锌薄膜具有良好的化学稳定性和结晶性。
在现代显示技术中，氧化锌透明导电薄膜可以用作平板显示器、液晶显示器等方面。
同时在光电转换领域，氧化锌透明导电薄膜的优异的光认知性质使得其成为太阳能电池的理想候选材料。
三、氧化锌透明导电薄膜的应用前景从氧化锌透明导电薄膜的制备和性能来看，综合分析发现它可以与其他透明导电材料相比，具有光学透明性较好、抗腐蚀性能、稳定性以及成本低廉等优点。
预计未来将在智能电子、光电显示器、薄膜太阳能电池等领域得到广泛应用。
同时，其制备过程还可以与其他材料进行复合、掺杂等处理，以提高电池效率或者实现其在传感器等领域的应用等。
因此，氧化锌透明导电薄膜是一个非常值得深入研究和发展的材料。
透明导电薄膜的研究现状及应用
透明导电薄膜的研究现状及应用摘要：综述了当前透明导电薄膜的最新研究和应用状况，重点讨论了ITO膜的光电性能和当前的研究焦点。
指出了目前需要进一步从材料选择、工艺参数制定、多层膜光学设计等方面来提高透明导电膜的综合性能，使其可见光平均透光率达到92%以上，从而满足高尖端技术的需要。
关键词：透明导电，薄膜，平均透光率，ITO，电导率透明导电薄膜的种类有很多，但氧化物膜占主导地位（例如ＩＴＯ和ＡＺＯ膜）。
氧化铟锡（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ简称为ＩＴＯ）薄膜、氧化锌铝（Ａｌ－ｄｏｐｅｄＺｎＯ，简称ＡＺＯ）膜都是重掺杂、高简并ｎ型半导体。
就电学和光学性能而言，它是具有实际应用价值的透明导电薄膜。
金属氧化物透明导电薄膜（ＴＣＯ：ＴｒａｎｓｐａｒｅｎｔａｎｄＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＯｘｉｄｅ的缩写）的研究比较早，Ｂａｋｄｅｋｅｒ于１９０７年第一个报道了ＣｄＯ透明导电薄膜。
从此人们就对透明导电薄膜产生了浓厚的兴趣，因为从物理学角度看，透明导电薄膜把物质的透明性和导电性这一矛盾两面统一起来了。
１９５０年前后出现了硬度高、化学稳定的ＳｎＯ２基和综合光电性能优良的Ｉｎ２Ｏ３基薄膜，并制备出最早有应用价值的透明导电膜ＮＥＳＡ（商品名）－ＳｎＯ２薄膜。
ＺｎＯ基薄膜在２０世纪８０年代开始研究得火热。
ＴＣＯ薄膜为晶粒尺寸数百纳米的多晶；晶粒取向单一，目前研究较多的是ＩＴＯ、ＦＴＯ（Ｓｎ２Ｏ：Ｆ）。
１９８５年，ＴａｋｅａＯｊｉｏＳｉｚｏＭｉｙａｔａ首次用汽相聚合方法合成了导电的ＰＰＹ－ＰＶＡ复合膜，从而开创了导电高分子的光电领域，更重要的是他们使透明导电膜由传统的无机材料向加工性能较好的有机材料方面发展。
透明导电膜以其接近金属的导电率、可见光范围内的高透射比、红外高反射比以及其半导体特性，广泛地应用于太阳能电池、显示器、气敏元件、抗静电涂层以及半导体／绝缘体／半导体（ＳＩＳ）异质结、现代战机和巡航导弹的窗口等。
由于ＩＴＯ薄膜材料具有优异的光电特性，因而近年来得以迅速发展，特别是在薄膜晶体管（ＴＦＴ）制造、平板液晶显示（ＬＣＤ）、太阳电池透明电极以及红外辐射反射镜涂层、火车飞机用玻璃除霜、建筑物幕墙玻璃等方面获得广泛应用，形成一定市场规模。
掺铝氧化锌ZAO_ZnO_Al_薄膜研究_李村
掺铝氧化锌Z AO (ZnO A l)薄膜研究李 村,权传斌,徐洪耀,何金花,张现利(安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,安徽合肥 230039)摘 要:描述ZAO (ZnO A l)薄膜的晶体结构,论述ZAO 薄膜的光学、电学性质与其结构的关系,介绍了掺铝氧化锌ZAO 薄膜的各种制备方法,并总结了ZAO 薄膜在各种领域中的应用.提出了薄膜材料研究的关键问题以及今后的发展方向.关键词:掺铝氧化锌;制备;光电性能;应用中图分类号:O 611.62 文献标识码:A 文章编号:1000-2162(2007)05-0082-0520世纪70年代末人们开始关注一种新型的透明导电材料 掺铝氧化锌Z AO (ZnO A l)薄膜.ZAO 薄膜是一种透明导电膜,在可见光范围内具有很高的透过性(T%>80),近中红外光范围内具有很高的反射率(R%>60)及优良的导电性( <10-3 c m )等.因此该薄膜具有与I T O (In 2O 3 Sn)薄膜相比拟的光学和电学特性,而且制备工艺简单、价格低、无毒和稳定性好等性能特征[1],逐渐成为I TO 薄膜的最佳替代材料,并作为新一代透明导电材料引起广泛的关注[2].目前,ZAO 薄膜的制备方法比较成熟的有:磁控溅射法、化学气相沉积法、溶胶 凝胶法、脉冲激光沉积法、喷雾热解法、真空蒸镀法等,而近年来像分子束外延法、气相外延法、原子层外延法、离子镀法也得到了迅速发展.ZAO 薄膜在军事、航空航天及民用光电器件方面具有很广泛的应用前景.本文论述了透明导电膜ZAO 制备方法、结构、光电性能及其应用.1 ZAO 膜的结构ZAO 薄膜的微结构研究结果表明:各种方法制备的ZAO 薄膜是一种典型的纤锌矿结构(即ZnO六图1 Zn O 的纤维矿晶体结构方纤锌矿型晶体结构)材料[3],如图1所示.优质的ZAO 薄膜具有C 轴高度择优生长众多晶粒,每个晶粒都是生长良好的六方形纤锌矿结构,按照一般结晶学模型,氧化锌晶体是由氧离子的六方密堆积(H CP)和锌离子的六方密堆积(H CP)反向嵌套而成的.晶格常数a =0.325nm,c =0.512nm,配位数为44,即每个锌离子都位于四个相邻的氧离子所形成的四面体间隙中,但只占据其中半数的氧四面体间隙,氧离子的排列情况与锌离子相同.但随着制备条件的变化其多晶结构的主取向也不同,晶格常数也稍有变动,并且不同的退火温度对衍射峰的强度及晶粒的大小有较大影响.2 ZAO 薄膜的性能2.1 ZAO 薄膜的导电机理及电学性质在六方氧化锌结构中掺入A l 时,由于铝的离子半径(r =0.057nm )比锌的离子半径(r =0.083nm )小,铝离子容易成为替位质点占据锌离子的位置,铝原子也容易成为间隙质点而存在.作为II B -V I A 族元素原子可以分别占据III A 族元素和V II A 族元素的位置而起施主作用,如在ZnO 薄收稿日期:2006-12-27基金项目:安徽省优秀青年基金资助项目(04044060);安徽省高层次优秀人才研究奖励基金资助项目(2004Z027)作者简介:李 村(1969-),男,安徽巢湖人,安徽大学副教授,博士.2007年9月第31卷第5期安徽大学学报(自然科学版)Journa l of A nhuiU n i ve rs i ty N a t ura l Sc i ence Ed iti on Septe mber 2007V o.l 31N o .5膜中掺入浅能级杂质ⅢA 族元素,则形成的浅施主能级位于半导体禁带中且靠近导带底.Z AO 薄膜中的导电电子可同时来源于A l 3+对Zn 2+的替换和氧离子的缺位[4].掺铝氧化锌薄膜的导电性能主要是通过氧缺位和掺杂来提高导电率.其中氧缺位可以由化学计量偏离、改变生长和退火条件来实现,而适当地掺杂不仅能提高膜的导电率也可提高薄膜的稳定性.本征ZnO 薄膜为宽带隙半导体(E g 约为3.3e V )材料,电阻率高于106 c m,导电性较差,究其原因是导带自由电子和价带空穴组成的载流子数量很少.但改变生长、掺杂、退火等条件,可使ZAO 薄膜形成简并半导体,导电性能大幅度提高.如掺铝浓度(w %t )为1.5时,电阻率可降到2.5 10-4 c m,迁移率和载流子浓度分别为44c m 2V -1s -1、5.71020c m -3[5].2.2 ZAO 膜的光学性质由于Z AO 的直接禁带宽度(约3.5e V)大于本征ZnO 薄膜禁带宽度(约3.3e V )和可见光子的能量(3.1e V ),因此在可见光照射下不能引起本征激发.因ZAO 薄膜具有紫外截止的性能,即Z AO 薄膜对电磁波的本征吸收限约等于360nm (处于紫外区),所以其在整个可见光范围内是透明的,且透射率大于85%;同时,当Z AO 薄膜的电阻率降低时,其吸收边有向可见光短波长方向移动的趋势.究其原因是铝的掺入引起载流子浓度增加,这些增加的载流子填入导带中的较低能级,从而使价带中的电子跃迁到导带中的能量更高的能级,费米能级进入导带,本征吸收边向短波长方向移动;但铝在薄膜中的溶解度有限,掺铝到一定程度时载流子浓度趋于饱和,导致光的吸收边趋于一极值.在可见光范围内,一定浓度范围内的铝掺杂对薄膜的透射率影响不大[6],但对薄膜的载流子浓度、迁移率及电阻率有影响[7].另外,ZAO 薄膜的又一显著特性是在近、中红外波段(约1000~10000nm )具有高的反射率.例如加入该膜的电子器件,能够反射掉大部分的热辐射能量,避免器件因吸收太多的能量而造成升温过快、过高,从而达到使用效果提高的目的.综上所述,ZAO 薄膜具有紫外吸收截止、可见光区高透射率、红外区高反射率的优良光学性能.另一方面,ZAO 薄膜具有光致发光的特征.ZAO 薄膜的光致发光光谱一般包含两部分:紫外区和可见光区.因ZAO 薄膜带隙可调,光谱范围从紫外到整个可见光区,所以其薄膜是短波发光器件的理想材料[7].对ZAO 薄膜在360~800nm 范围内的光致发光光谱(PL)研究后发现,温度对发光强度和发光位置、掺杂铝的浓度对发光带都有影响[6-7].但不同条件下制备的薄膜,紫外发光的位置在360~390nm 之间变化,多数人[8]认为其来源于自由激子(电子-空穴)的跃迁;而在400~800nm 之间的可见光谱发光机理至今尚未定论,但人们[9]普遍认为是与锌空位、氧空位、锌填隙子、氧填隙子及杂质有关.3 ZAO 膜的制备方法ZAO 薄膜的制备工艺发展很快,目前用于制备半导体透明导电膜(TC OS)的技术方法很多.具体有:化学气相沉积法(CVD)[10]、物理气相沉积法(PVD)(包括射频磁控溅射法(DF M S)[11]、直流磁控溅射法(DC M S)[12]、离子辅助沉积法[13]及离子镀[14]等)、溶胶 凝胶法(So l-Gel)[15]、脉冲激光沉积法(PLD)[16]、喷雾热解法(Spray pyro l y sis)[17]、分子束外延法(MBE )和真空蒸镀法等.Z AO 薄膜制备过程的工艺参数决定着该膜的结晶取向、导电性、光学性能及气敏性等结构与光电特性.3.1 化学气相沉积法(CVD )化学气相沉积(CVD)法是气态反应物在衬底表面发生化学反应而沉积成膜的工艺.衬底表面上发生的这种化学反应通常为某种原料(锌、铝)的热分解或原位氧化.如果在C VD 法中采用的薄膜是有机金属化合物,则称为金属有机化学气相沉积法.该法是利用锌源和氧源在衬底表面进行化学反应而得到高质量的薄膜.原材料的锌源主要有Zn(Ac)2 2H 2O 、Zn (C 2H 5)2和Zn(C H 3)2,氧源有氧气、水、二氧化碳等,衬底有单晶硅、多晶硅、蓝宝石、二氧化硅等,工作压强范围从几千帕到常压.化学气相沉积法的反应温度高,在基体与膜层之间易形成扩散层,因此薄膜的结合力好,适于大批量处理.3.2 物理气相沉积(PVD)法目前得到运用的各种PVD 技术主要有:直流磁控溅射法(DC M S)、射频磁控溅射法(RF M S)、离子辅助沉积法和离子镀等.其中磁控溅射法是研究最多、最成熟及应用最广泛的.其方法主要是利用直流83第5期李 村,等:掺铝氧化锌ZAO (Zn O:A l)薄膜研究84安徽大学学报(自然科学版)第31卷或射频电源在A r或A r-O2混合气体中产生等离子体,对Zn/A l合金靶或ZnO/A l2O3氧化物陶瓷靶进行轰击,通过控制工艺参数可在各种衬底上获得大面积均匀ZAO薄膜.金属靶材的优点是:靶的纯度高,造价便宜,制造方便,速率高,但缺点是金属靶容易毒化,对膜有影响;而氧化物陶瓷靶可避免氧化的发生,原子离化率高,但其法的缺点是靶材制造麻烦,成本高,只能用射频溅射,不宜用直流溅射.PVD 法与其他方法相比,具有沉积温度低、膜粘附性好、沉积速率高、膜厚均匀、高密度、过程容易控制、能够方便地控制各个组元的成分比例、成本低和易于大面积沉积等优点.同时值得注意的是:各种PVD法制备的薄膜的透射率相差不大,但是电阻率差别较大.3.3 溶胶 凝胶法(Sol-G el)溶胶-凝胶(So l-G el)法是制造多元金属氧化物的一种新工艺,该工艺的特点是在较低的温度下可从溶液中沉淀出所需的氧化物涂层,并退火得到多晶结构.它的合成温度较低,材料均匀性好,有望提高生产效率.此法以固态的醋酸锌为原料,无需真空设备,成本低,简化了工艺,适于批量生产,利于实际应用;同时,此法有利于化学计量控制前驱体溶液,分子水平控制掺杂,易于控制薄膜组分,容易引入各种官能团,成膜均匀性好,生成的薄膜对衬底的附着力强的优点.Schuler等[15]用醋酸锌、异丙醇、二乙醇胺、硝酸铝及乙醇等制成了电阻率降到5 10-3 c m的ZAO薄膜.3.4 脉冲激光沉积法(PLD)脉冲激光沉积(PLD)工艺是近年来发展起来的真空物理沉积工艺,与其它工艺相比,具有可精确控制化学计量、沉积速率可控制、合成与沉积同时完成、对靶的形状与表面质量无要求以及工艺重复性好等诸多优点.如用溅射法制备透明电极时,不易得到平整度高的表面,此法可对固体材料进行表面加工而不影响材料本体.Shan K F等[9]在300 以下用A r F激光得到含A%l(w%t)为2的可见光平均透过率大于90%、电阻率为1.43 10-4 c m的ZAO薄膜;同时,K i m H等[16]用PLD法在玻璃衬底上获得电阻率为3.7 10-4 c m,透光率为90%的Z AO薄膜.3.5 喷雾热解法(Spray pyrolysis)用喷雾热解法沉积Z AO薄膜的过程一般均采用Zn(C H3COO)2 2H2O溶于纯水中形成溶液,并按照1 4的比例与乙醇混合,同时按要求加入适量的A l C l3溶液作掺杂剂.最后用N2气作载气,通过喷嘴把反应溶液加热喷涂在基片上,加热烘干即成为透明电导膜.该法制备简单、易于操作,且薄膜具有高透明、低电阻的优点.4 ZAO薄膜的应用目前制备的ZAO膜具有在可见光区平均透射率大于85%,红外光区和紫外区反射率大于或等于80%,导电性能好,低电阻率(直流电阻率最低可达10-4 c m),载流子浓度可达1019~1021c m-3,电子迁移率通常在10~40c m2V-1S-1之间变动,对微波具有强的衰减性(衰减率大于或等于85%)的特征.近年来,ZAO薄膜在很多领域得到广泛的应用.(1)在太阳能电池中[18]的应用利用ZAO薄膜具有透明导电及可见光区高透射性、红外光区高反射性,可将此薄膜作为减反射层的透明电极使用,从而提高太阳能的转化率;也可作为太阳能电池的窗口材料,降低高能粒子辐射损失,提高材料充放电性能.(2)在平板显示器上的应用[19]平板显示器(FPD)具有超薄、轻便、低辐射和不失真等特点,在国际市场上越来越受青睐.利用ZAO薄膜具有透明导电、低电阻率的性质,可将此薄膜应用于FPD领域,在制备技术不断完善、产品价格降低之后,有望取代目前市场上的阴极射线管显示器(CRT);同时,ZAO 薄膜具有短波长发光的性质,能作为发光二极管和激光二极管等发光器件的材料,具有发光波段广,单色性可调的特征.(3)在电磁屏蔽方面的应用[18-19]如果在计算机房、雷达屏蔽保护区、隐形飞机及防电磁干扰设备上镀上一层具有衰减性能的透明导电膜,能防止电磁干扰或屏蔽不需要的电磁波,避免外界干扰.掺杂氧化物半导体材料的等离子频率、红外反射率、雷达吸收系数和反射率均与掺杂氧化物半导体的主相、掺杂相、制备工艺等有关.通过恰当的选择,可以获得载流子浓度N、电导率 、介电常数 等的最佳值[20].因此,掺杂氧化物半导体Z AO 有可能实现红外/雷达复合隐身的目的.(4)在热镜方面的应用[21]利用ZAO 薄膜对光波的选择性,即可见光区的高透射性和红外光区的高反射性的性质,此薄膜可在建筑玻璃、汽车玻璃及冰柜玻璃等民用方面大量使用,也可用于汽车、轮船、飞机及航天器上作为挡风眩窗,起到隔热降温的作用.(5)在气敏传感器方面的应用[18,21-22]利用薄膜周围气氛的变化,导致电阻率发生相应变化的原理,可把透明电导膜作为气敏传感器,用在污染控制、火灾及气体检测等方面.如利用ZAO 膜对C O 、H 2、CO 2、H 2S 及碳氢化合物的检测都取得了成功.此外,Z AO 薄膜也可作透明表面发热器;电导膜还可以镀在玻璃上作防紫外线、红外线用的防护镜;ZAO 薄膜与硅I C 兼容制成高机电耦合系数、低介电常数的材料用于压电传感器和表面声波器件领域;ZAO 与柔性高分子复合可作柔性发光器件[23]等.5 ZAO 膜的发展展望为了进一步提高透明导电薄膜的性能,应在以下方面进行深入的研究:(1)研究晶界、掺杂物、晶体陷阱态和微观结构对薄膜电导率的影响.(2)制备方法的不断改进,开发一种可以大批量生产、成本低、无污染的市场化的生产工艺.;(3)开发新的多用的透明导电薄膜复合材料,拓展透明导电薄膜的应用领域.(4)对p-ZnO 掺杂与n-ZnO(Z AO 薄膜)掺杂形成的p-n 结特征的深入研究.(5)开发具有电导率稳定、透光率强的大面积性能稳定的Z AO 薄膜.参考文献:[1] Za far S ,F erek i des S C ,M o re l L D,e t a.l Cha racte rization and A na l y si s of Zn O A lD epos ited by R eacti v eM agne-tron Sputte ri ng[J].J V ac Sci T echno ,l 1995,A 13(4):2177-2182.[2] Chen M,P ei Z L ,W ang X,et a.l Structure ,e l ec trical and optical prope rti es o f conducti ve ox i de ZnO A l fil m sprepared by m agne tron reacti ve sputter i ng[J].J V ac Sci T echno ,l 2001,A 19(3):963-970.[3] Sun C ,Chen M,Pe i Z L ,et a.l M icrostructure and Properties O fT ransparent Conductive O x i de ZnO A l(ZAO )T h i nF il m s[J].Ch i nese Journal O fM ater i a ls R esearch ,2002,2(16):113-119.[4] Look C D.R ecent advances i n Z n O m ater i a ls and dev i ces[J].M a ter Sc i ﹠Eng ,2001,80(1-3):383-387.[5] M atsubara K,Fongs P,Iwa ta K,et a.l 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Env iron m ent-friendly P oly m er M ate rials o f A nhu i P rov i nce,Schoo l o f Che m istry and Che m i ca l Eng i neer i ng,A hhu iU n i versity,H efe i 230039,Chi na)Abst ract:The crystalli n e struct u re o f A l doped ZnO(ZnO A l)th i n fil m is dep icted i n this paper.The re lationsh i p s bet w een photonic or pho toe lectric properties and structure are also described i n the paper. Further m ore,t h e preparation processes and applicati o ns i n m any kinds of do m a i n s are descri b ed.The key research prob le m s and the f u t u re research w ork of that transparent conducti n g thin fil m have also been presented.K ey w ords:Z AO;preparation;photoe l e ctric properties;applicati o ns责任编校:李镜平。
ZnO基透明导电薄膜的研究应用进展
ZnO基透明导电薄膜的研究应用进展【摘要】本文概述了ZnO基透明导电薄膜在硅基薄膜太阳电池中的应用前景及其最新研究进展。
介绍了利用透明导电薄膜绒面结构提高薄膜太阳电池效率的方法，并对绒面ZnO基透明导电薄膜的制备方法和研究进展做了详细的阐述，重点讨论了近期关于制备工艺和薄膜绒面结构、电学及光学特性关系的研究结果。
【关键词】ZnO；透明导电薄膜；薄膜太阳电池随着全球经济的迅速发展和人口的不断增加，以石油、天然气和煤炭等为主的化石能源正逐步消耗,能源危机成为世界各国共同面临的课题。
近年来，随着材料制备技术的进步，太阳能电池中的硅基薄膜太阳电池具有低成本优势，成为可再生能源的重要发展方向[1]，其市场份额不断提高。
透明导电薄膜是硅基薄膜太阳电池中不可缺少的部件之一。
目前太阳电池中常用的透明导电薄膜有掺氟的二氧化锡（FTO）薄膜、掺锡的氧化铟锡（ITO）薄膜、掺铝氧化锌（AZO）和掺硼氧化锌（BZO）薄膜等。
目前，ITO薄膜是应用最为广泛的透明导电薄膜，但近年来ZnO薄膜在太阳能薄膜电池中的应用越来越广泛，并有替代ITO薄膜的趋势。
这是因为：①铟有剧毒且非常稀有昂贵，而锌则没有这些缺点，ZnO基透明导电薄膜具有低毒和在所有现有透明导电薄膜中最为廉价的优点；②在硅基薄膜太阳电池的制备过程中，透明导电薄膜必须要浸入富氢等离子体环境，ZnO 基透明导电膜相比ITO膜不容易受氢等离子体的还原作用；③ZnO基透明导电膜比ITO膜易于刻蚀[2]，因此更易形成提高薄膜太阳电池效率所需的绒面结构。
基于ZnO基透明导电薄膜的上述众多优点以及薄膜太阳能电池工业对透明导电薄膜品质的要求提高和需求增加，ZnO基薄膜近年来吸引了众多科研人员的兴趣。
本文就ZnO基薄膜在薄膜太阳能电池中的应用、制备方法及特性研究方面做一综述。
1 透明导电薄膜的绒面结构及其作用硅基太阳能电池的一个重要优点是硅的带隙较小，常用的氢化非晶硅(a-Si:H)太阳电池的带隙约为1.8 eV，氢化微晶硅(μc-Si:H)太阳电池的带隙约为1.1 eV。
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பைடு நூலகம்
化物薄膜（Ｔ ）， Ｉ （） 它具有 透光率高 、 电性好 、 导 硬度高等优 点 ， 广 泛应用于不同的光电器件 中。但 由于钢为稀有元 素 ， 自然界 在 中 存 少． 价格高 ， 而且 Ｉ （ 应用 于太 阳能 电池中时在 等离子 Ｔ）
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掺 铝氧化锌 （ ＡＯ） 明导 电薄 膜的研 究进展 ／ Ｚ 透 王银玲 等
掺 铝 氧化锌 （ Ａ 透 明导 电薄膜 的研 究进 展 Ｚ Ｏ）
王银 玲 ， 雪 青 徐 。徐 ， 刚 ， 新 华 何
（ 中科院广州能源研究所 中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室 ， 州 ５０ ４ １ 广 １ ６０
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２ 华南 理工 大学 材 料 学 院 ，广州 ５ ０ ４ ） １ ６ ０
摘要
综述 了掺 铝氧化锌 （ Ａ ）透 明导 电薄膜的 国内外研究进展 ， ｚ （） 光学性能与电学特性 ， 各种制备 方法及应 用
前景 。重点介 绍 了溶胶一 凝胶法制备 Ｚ ＡＯ薄膜的热处理条件 、 溶胶浓度 、 陈化 时间、 加水 量以及稳 定剂种类和 用量等 方面对薄膜结构和性能的影响， 并提 出了 ｚ （ 薄膜 的研 究关键 以及今后 的发展 方向。 Ａ）
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众 所周 知 ， 应用 最 多 的 透 明 导 电 氧 化 物 薄 膜 是 锡 掺 杂 铟 氧
但电阻率高于 １。 ・ ｍ。在一定 温度下 ，一些 电子获得 足够 ０Ｑ ｃ 的能量 ， 从价带跃迁到导带 ， 为导带 的 自由电子 ， 由这种 成 但
激 发 产 生 的 平衡 载 流 子 的 数 量 很 少 ，所 以 纯 Ｚ Ｏ 薄 膜 的 导 电 ｎ 性很差 ， 乎不导 电。 几 在 Ｚ Ｏ 薄 膜 中 掺 入 Ａｌ 后 得 到 具有 与 Ｚ Ｏ 薄膜 相 同结 构 ｎ 之 ｎ 的Ｚ ＡＯ 薄膜 ， 平 衡 载 流 子 浓 度增 加 ， 电性 能大 幅度 提 高 ， 热 导 并 具 有 良好 的 红外 反 射 性 能 。如 Ｇ ａｑ ｉ 等 采 用 射 频 溅 射 方 ｒｎｖｓ ｔ 法 制 备 了 Ａｌ 杂 含量 达 到 ２ （ 子 分 数 ） Ｚ 掺 ％ 原 的 ＡＯ 薄 膜 ， 厚 当 度 达 到 ３ ０ ｍ 左 右 时 ， 膜 电阻 率 达 到 ５ ０ Ｑ ・ ｍ ， 外 热 ０ｎ 薄 ×１ ｃ 红
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