溶胶凝胶法制备透明IZO薄膜晶体管

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溶胶-凝胶法制备氧化锌薄膜晶体管的研究

图 1-1 TFT 有源矩阵驱动液晶显示原理图
1
华中科技大学硕士学位论文
市场上的 TFT 主要包括非晶硅 TFT（a-Si TFT）、多晶硅 TFT（p-Si TFT）和有机物 TFT（OTFT）三种。a-Si TFT 能够实现大面积稳定显示，而且易于在低温条件下制备，是目前使用最为广泛的技术。但是 a-Si 不透明，光不能全部通过像素单元；为了获得足够的亮度，需要增加背光源的强度，从而增加功耗。此外，a-Si 的禁带宽度为 1.7 eV，在可见光的照射下会产生额外的光生载流子，这会使得 TFT 的性能恶化。所以每一个像素单元中的 TFT 必须增加不透明的金属掩膜版，以此阻挡光线的照射。这将大大增加工艺的复杂程度，从而提高制作成本。p-Si TFT 的主要特点是场效应迁移率高，响应速度快，光敏感性弱和抗干扰能力强等等，但缺点是关态泄露电流较大，制作成本也不低。OTFT 的主要优点是制作温度较低，而且柔韧性很好，但缺点是场效应迁移率低、响应速度慢[3]。
Key words: ZnO; SiO2; Thin Film Transistors; Sol-gel Technique
II
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。
The basic properties and fabrication processes of ZnO and SiO2 films are reviewed in this paper. The sol-gel technique is adopted to deposite the SiO2 and ZnO films. The growth of SiO2 film particles is basically completed at 485 ℃, while the growth of ZnO film grains and the formation of crystal orientations is completed at 500 ℃ through the Differential Thermal Analysis. The influence of preheating temperature to the crystal orientations is discussed by the X-ray Diffractometer. The grain size on different substrates is compared via the Scanning Electronic Microscopic. The tranmittance of films and the optical band gap are studied by the Ultraviolet-visible Spectrophotometer.

溶胶一凝胶法制备ZnO：Al导电薄膜的研究

了性能分析和测定。
轴择优取向的ＺＯ：ｎＡ１透明导电薄膜。利用扫描电镜
（Ｅ、Ｘ射线衍射Ｏ（Ｒ等分析手段对薄膜进行了ＳＭ）－ＸＤ）
表征。通过标准四探针法及紫外分光光度计（ｖ）ｕｓ透射光谱研究了ＺＯ：ＩｎＡ薄膜的电学与光学性能。实验发现：当Ａ离子掺杂浓度为２原子分数）１％（，前处理温度为
可见分光光度计分析透射性，用标准四探针法测量薄膜的方块电阻，并计算其表面电阻率。
的组成与当易控制良好，设备成本较低廉，纯度高等优点。溶胶．凝胶法是将烷氧金属或金属盐等前驱物加水分解后缩聚成溶胶，然后加热或将溶剂除去使溶胶转化为网状结构的氧化物凝胶的过程Ｉ３。其工艺过程为：＾
维普资讯
助
能
时
钟
２０年增刊（８卷０７３）
溶胶一凝胶法制备ＺＯ：１电薄膜的研究ｎＡ导
孙福来，谭红琳
（昆明理工大学材料与冶金学院，云南昆明６０９）５０３
摘
要：采用溶胶．凝胶工艺在普通载玻片上制备出ｃ
将普通的载玻片用洗涤剂洗净，依次在３ｌ的并ｍｏ／Ｌ
３７Ｖ，激子束缚能为６ｍｅ．ｅ３０Ｖ。其在光电导、压电、光
波导、发光器件、激光器、透明导电薄膜、气敏传感等领域有广泛的应用。要使半导体材料保持透光性，就要求禁带宽度大于可见光频率；要保持半导体材料导电

溶胶-凝胶法制备ZAO透明导电氧化物薄膜的研究进展

制备ＺＯ薄膜的方法很多，Ａ一般来说用于制备其他透明导电氧化物薄膜的方法均可用于制备ＺＡＯ薄膜。主要包括：控溅射法、冲激光沉积法、磁脉溶胶一凝胶法、化学气相沉积法、喷涂热分解法等旺ｏ１
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工材料２０ｏ．０８Ｎ１
徐模辉等：溶胶一凝胶法制备Ａ０蓬曼皇塑蔓堕窒堡
兰
溶胶一凝胶法制备ＺＡＯ透明导电氧化物薄膜的研究进展
徐模辉，王华
（林电子科技大学ａ信息与通信学院；ｂ信息材料科学与工程系，广西桂林桂．．５１０）４０４
摘要：胶一凝胶法是一种高效的制膜技术。本文综述了溶胶一胶法制备氧化锌铝（Ａ透明导电溶凝ＺＯ）
氧化物薄膜（Ｏ）ＴＣ的原理、特点及研究进展，指出了采用溶胶一凝胶法制备ＺＯ薄膜今后急需解决的Ａ
问题。
关键词：胶一凝胶法；溶氧化锌铝（Ａ；明导电氧化物薄膜（ＣＺＯ）透ＴＯ）
ＡｂｔａｔＳｌｇｅｍｅｈｏｄｓｖｒｅｆｃｅｔｓｒｃ：ｏ— ｌｔｉａｅｙｆｉｉｎｍｅｈｏｔｄ，ＷｈｉｈｓｃｉＷｉｌｕｅｔｐｅｒｎｄｅｙｓｄｏｒｐａｉｇｔｉｆｌｓＴｈａａｅｉｔｐｒｐａａｉｎｈｎｉｍ．ｅｄｖｎｃｓｎｈｅｅｒｔｏｏｆＺＡＯｈｉｆｌｓｙｏｌｇｌｅｈｏａｗｅｌｔｎｉｍｂｓ — ｅｍｔｄｓｌａｉｓｓｔｐｒｎｉｅａｎｃｒｃｅｉｔｃａｅｒｅｌｅｉｗｅｉｃｐｌｄｈａａｔｒｓｉｓｒｂｉｆｙｒｖｅｄ．Ａｔｈｅｄｏｆｈｓｔｅｎｔｉｐａｅ，ｅｉｔｎｇｐｒｘｓｉｐｏｅｓｒａｓｐｏｉｔｄｕ．ｒｂｌｍａｅｌｏｎｅｏｔＫｅｗｏｄ：ｏｌｌｅｈｙｒｓｓ — ｍｔｏｄ；ｇｅＺＡＯ；ｒｎｓｒｎｔｏｎｕｔｎｔｉｆｌｔａｐａｅｃｄｃｉｇｈｎｉｍ

IZO透明导电氧化物薄膜的研究

IZO透明导电氧化物薄膜的研究透明导电氧化物是一种具有优良导电性和透明性的材料，广泛应用于太阳能电池、平板显示器、触摸屏等领域。

其中，IZO（氧化锡掺杂铟）透明导电薄膜因其较高的导电性能和良好的可见光透过率而备受研究者关注。

首先，IZO透明导电薄膜的制备方法多种多样，主要包括物理蒸发法、磁控溅射法、溶液法等。

物理蒸发法是将IZO材料置于真空腔室中，通过热蒸发或电子束蒸发等方法使IZO材料蒸发并沉积在基底上，形成薄膜。

磁控溅射法是将IZO靶材与惰性气体（如氩气）放置在真空腔室中，通过加热或加电使靶材发射离子，然后沉积在基底上。

溶液法则是将IZO前驱体溶解在适当的溶剂中，通过喷涂、浸渍或旋涂等涂覆方法，将溶液均匀地涂覆在基底上，然后通过烘干和烧结处理形成薄膜。

其次，IZO薄膜的性能优化也是研究的重点之一、在透明性方面，研究者通过控制制备方法、薄膜厚度和掺杂浓度等参数来调节IZO薄膜的可见光透过率，一般可达80%以上。

在导电性方面，研究者通过优化制备条件、控制薄膜结构和掺杂浓度等手段来增强IZO薄膜的导电性能，一般可达到10^3Ω/□以下。

此外，还有一些研究者通过改变IZO薄膜的微观结构，如晶粒尺寸、晶界密度和结晶方向等来改善其导电性能和可见光透过率的稳定性。

最后，IZO透明导电薄膜的应用范围广泛。

太阳能电池是IZO薄膜的主要应用之一，它作为太阳能电池电极材料，能有效提高太阳能电池的电荷传输效率和抗氧化性能。

此外，IZO薄膜还可应用于各种平板显示器、触摸屏和光电子器件中，提供导电通道，实现电极间的电流传输和数据交互。

随着人们对节能环保要求的提高，IZO透明导电薄膜的应用前景也越来越广阔。

综上所述，IZO透明导电氧化物薄膜的研究包括制备方法、性能优化和应用等方面。

通过不断优化制备条件和薄膜性能，IZO薄膜在太阳能电池、显示器和光电子器件等领域的应用前景将会更加广泛。

薄膜晶体管的制备技术和过程

薄膜晶体管的制备技术和过程（以ZnO 薄膜为例）一、薄膜的常用制备方法介绍ZnO 薄膜的制备主要有以下几种方法：射频磁控溅射、分子束外延（MBE）、金属有机化合物化学气相淀积（MOCVD）、脉冲激光沉积（PLD）、原子层淀积（ALD）以及溶胶-凝胶法（Sol-gel）等。

下面先简单介绍后五种方法，着重介绍射频磁控溅射法。

1、分子束外延法（MBE）分子束外延法（MBE）可以制备得到高质量的光电子器件外延薄膜，因此该技术迅速的发展起来，其工作原理就是系统在超高真空条件下，衬底经原子级清洁后，将具有一定热能的一种或多种分子（原子）束流直接喷射到晶体衬底上，在衬底表面发生化学反应，通过控制分子束流对衬底的扫描，在衬底上按原子或分子排列生长而形成薄膜。

分子束外延法的生长机理非常复杂，涉及到入射分子、原子在衬底表面的吸附、分解、迁移、结合、脱附等复杂环节。

该技术的优点是：衬底温度低，膜层生长速率慢，分子束流强度易于控制，膜层组分和掺杂浓度可随源的变化而易于调整，利用分子束外延法生长的薄膜质量很高，当多层生长时具有陡峭的界面，且可利用在位监测技术精确的研究薄膜生长的过程等。

但生长速度慢，大约0.01~1 nm/s，当生长比较厚的薄膜需要较长周期，同时由于设备工作需要超高真空度，因此设备制造和维护成本都很昂贵。

2、金属有机化合物化学气相淀积法（MOCVD）金属有机化合物化学气相沉积（MOCVD）是在气相外延生长(VPE)的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。

其原理是先将反应室中的衬底加热，然后通过载气将有机化合物及其它气源送至衬底的上方，随着基底温度的升高，混合气体和气固界面发生一系列的化学和物理变化，最终在衬底表面生成外延层。

金属有机化合物化学气相沉积系统一般包括：气体传送系统、反应室、尾气处理和控制系统等。

其中最核心的部分是反应室，它决定着所生长的外延层的厚度、异质结界面的梯度、组分均匀性以及本底杂质浓度等因素。

聚酰亚胺材料的制备与应用研究

聚酰亚胺材料的制备与应用研究聚酰亚胺是一种重要的高性能材料，它具有很高的强度、刚度、耐热性和耐化学性能。

因此，聚酰亚胺材料广泛应用于航空、航天、汽车、电子、光学等领域。

本文将就聚酰亚胺材料的制备与应用进行研究。

一、聚酰亚胺材料的制备方法聚酰亚胺材料可通过多种方法制备，其中包括溶胶-凝胶法、两步成膜法、自聚法、嵌段共聚法以及加速氧化法等。

（1）溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种将单体在液态中先制备成凝胶，然后再进行热处理使之形成聚合物的方法。

其过程可分为溶胶制备、凝胶制备以及热处理三个阶段。

该方法具有操作简便、成本低、性能优异、适用范围广等特点。

（2）两步成膜法两步成膜法是一种将聚酰亚胺原液涂覆在基材表面，再通过热处理将其形成成膜的方法。

首先，聚酰亚胺原液在基材表面涂覆成薄膜，然后通过热处理使之形成具有高性能的聚酰亚胺薄膜。

该方法具有成本低、操作简便、成膜速度快等优点。

（3）自聚法自聚法是一种将单体在高温高压环境下聚合而成的方法。

该方法具有反应速度快、聚合度高、产品质量优等特点。

（4）嵌段共聚法嵌段共聚法是一种将半胺与半酸嵌段共聚而成的方法。

该方法具有聚合度高、微结构可控等特点。

（5）加速氧化法加速氧化法是一种利用氧化试剂促进聚酰亚胺形成的方法。

该方法具有反应快、操作简便、设备简单等优点。

二、聚酰亚胺材料的应用研究（1）航空领域聚酰亚胺材料在航空领域中应用广泛，如飞机结构材料、翼型结构材料、发动机叶片材料等。

其在航空领域的应用能够提高飞机的载荷能力、提高燃油效率、降低机身重量。

（2）电子领域聚酰亚胺材料在电子领域中应用广泛，如晶体管基板、电容器、LED封装等。

其在电子领域的应用能够提高电子产品的细节和防护性能。

（3）汽车领域聚酰亚胺材料在汽车领域中应用广泛，如发动机缸盖、汽车座椅支架、车门等。

其在汽车领域的应用能够提高汽车的安全性、降低噪音、提高耐久性。

（4）医学领域聚酰亚胺材料在医学领域中应用广泛，如人工心脏瓣膜、人工关节、骨钉等。

溶胶—凝胶法制备fto透明导电膜

溶胶—凝胶法制备fto透明导电膜
溶胶-凝胶法是目前制备透明导电膜的一种主流方法之一。

该方法以无机化合物的水
溶胶作为前驱体，通过溶胶-凝胶-热处理的过程制备出透明导电膜。

本文将介绍以氟化锡（SnF2）和氟化铟（InF3）为前驱体制备氟化锡铟（FTO）透明导电膜的溶胶-凝胶法。

1. 氟化锡铟前驱体制备
先将氟化锡和氟化铟按一定摩尔比例混合溶解在氢氧化铵（NH4OH）的水溶液中，加热搅拌使得前驱体完全溶解。

然后将溶液搅拌静置，使得其中的大分子有机化合物逐渐分化，形成氟化锡铟的胶体溶液，冷却后获得氟化锡铟前驱体。

2. 涂覆透明导电膜的制备
通过蒸发法将FTO前驱体转化成透明导电膜。

首先将玻璃基板用氨水洗涤，然后将FTO前驱体溶液滴在玻璃基板上，并通过旋涂、喷雾涂覆或印刷等方法形成薄膜。

最后将
薄膜烘干并煅烧，使其转化成FTO透明导电膜。

3. 薄膜性能测试
测试FTO透明导电膜的性能，包括电阻率、透过率、膜厚、表面形貌等。

其中，电阻
率低、透光性好是透明导电膜最为重要的性能指标。

4. 应用
透明导电膜广泛应用于光电子设备、平板显示、太阳能电池等领域。

例如，透明导电
膜可以应用于智能手机的触摸玻璃、电子墨水屏、液晶显示器等。

总之，溶胶-凝胶法制备FTO透明导电膜具有成本低廉、制备简便、性能稳定的特点，是一种非常有效的方法。

ITO透明导电膜的溶胶-凝胶法制备及其结构性能的研究的开题报告

ITO透明导电膜的溶胶-凝胶法制备及其结构性能的
研究的开题报告
一、选题背景
透明导电膜广泛应用于液晶显示器、光伏电池、太阳能电池等领域，是高科技产业中重要的关键材料。

目前，ITO（铟锡氧化物）是应用最广泛的透明导电膜材料之一。

这种材料不仅具有高透光性能和导电性能，
而且弥散性较好，价格较为经济实惠。

因此，研究ITO透明导电膜的制
备方法和性能对于透明导电膜在各领域的应用有着重要意义。

二、研究目的
本研究旨在利用溶胶-凝胶法制备ITO透明导电膜，并对其结构与性能进行实验研究。

具体研究内容如下：
1. 探究不同条件下制备ITO透明导电膜的最佳制备工艺；
2. 分析ITO透明导电膜制备过程中微观结构的变化规律，探究其形
成机理；
3. 测试ITO透明导电膜在导电性、透光性、稳定性等方面的性能。

三、研究内容
1. 溶胶-凝胶法制备ITO透明导电膜
利用化学合成方法合成ITO的前驱物，制备成ITO透明导电膜溶胶。

将ITO透明导电膜溶胶旋涂在基板上，采用恒温恒湿条件下的热处
理方法制备ITO透明导电膜。

2. 实验研究
采用XRD、SEM、TEM、UV-Vis、Hall效应仪等测试手段，研究不同制备条件下ITO透明导电膜的结构与性能。

通过实验数据的分析，探究ITO透明导电膜的形成机理，并选取最佳制备工艺，测试其在不同条件下的导电性、透光性、稳定性等性能。

四、研究意义
通过本研究，可以掌握溶胶-凝胶法制备ITO透明导电膜的工艺，深入了解ITO透明导电膜的微观结构和形成机理，为ITO透明导电膜的优化设计和应用提供理论和实验基础。

ZnO薄膜的溶胶凝胶法制备工艺及其性能的研究

ｆｉｌｍｓｖｉａ
ＳＯＬ－ＧＥＬＴｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｉｎ
ｔｈｅｅｎｄｏｆｔｈｉｓｃｈａｐｔｅｒ，ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｍａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅｗｈｏｌｅ
ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆＺｎＯｆｉｌｍｓａｒｅａｌｓｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．
１．１
Ｚｎ０的基本物理性质和化学－Ｉ生质
Ｚｎ０的晶体结构
１．１．１
大部分ＩＩ．ＶＩ族的二元化合物通常是纤锌矿和闪锌矿两种结构。而对于ＺｎＯ，则具有三种结构，分别是纤锌矿，闪锌矿和岩盐结构。其中最稳定的是纤锌矿结构，绝大部分研究都集中在纤锌矿结构的ＺｎＯ上面，在后面所提到的ＺｎＯ均是指纤锌矿结构。六方纤锌矿的ＺｎＯ结构如图１—１所示，它有一极性六角轴ｃ轴，方向平行于Ｚ轴。初基原胞平行矢量ａ和ｂ位于Ｘ．Ｙ面，长度相等
ｔｈｅＵＶｒｅｇｉｏｎ．Ａｌｌａｂｏｖｅｅｘｃｅｌｌｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
ｏｎ
ａｎｄ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＺｎＯｈｉｇｌｌｌｙｄｅｐｅｎｄ
ｔｏ
ｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙＺｎＯｆｉｌｍｓｗｉｔｈｌｏｗｃｏｓｔ．Ｓｏｌ－Ｇｅｌｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄ
究了预处理温度的不同对ＺｎＯ薄膜的结构和光学性质的影响。通过对ＺｎＯ薄
膜变温光致发光规律的研究，探讨了室温下ＺｎＯ薄膜的紫外光发射和可见光发射的可能发光机理。
第六章，总结整个论文工作得到的重要结论，提出今后继续研究这一工作
的方向。
关键词：氧化锌薄膜，溶胶凝胶法，ｃ轴择优取向，光学性质
Ａｂｓｔｒａｃｔ
方向互成１２０。。

AZO薄膜的溶胶-凝胶制备与氮气热处理

AZO薄膜的溶胶-凝胶制备与氮气热处理金巨江，靳正国天津大学材料学院，天津 (300072)E-mail：j3inuiang@℃摘要：本文通过Sol-Gel法制备了透明导电AZO薄膜，在氮气气氛下对薄膜进行了3001个小时的热处理。

XPS、XRD、SEM、UV-Vis和四探针仪表征了薄膜的结构与性能。

结果表明，适当增加掺杂量能提高薄膜的电导率，过多的掺杂反而会降低电导率。

掺杂量对薄膜在可见光范围内透射率影响不大，可见光透射率均大于80%。

低温氮气热处理可以显著提高薄膜电导率，方阻最低可达270Ω/□。

关键词：sol-gel法，AZO，透射率，电导率，方阻1.引言ZnO是一种直接带隙的宽禁带半导体材料，室温下的禁带宽度为3.25eV，激子束缚能高达60meV。

ZnO薄膜具有成本低廉、无毒、热稳定性高等优点，在短波长发光和激光器件等方面有着广泛的应用前景。

在氧化锌薄膜中掺入铝、锂、氟[4]等杂质，可以有效的提高薄膜的电导率，改善薄膜的性能[1]。

据报道，ZnO薄膜的制备方法很多，主要包括：溅射法[2]，脉冲激光沉积法[3]，喷雾热分解[4]，化学气相沉积法[5]，分子束外延法[6]和溶胶—凝胶法[7]等。

溶胶-凝胶方法具有方法简便、不需特殊设备，后处理温度低、对衬底要求比较宽，组成掺杂和厚度容易控制、廉价和适于制备大面积薄膜等优点，是ZnO薄膜制备研究方法的热点之一。

AZO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(p<l0-3Ω·cm)等。

因此该薄膜具有与ITO(In2O3：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，逐渐成为ITO 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。

本文主要研究了sol-gel法ZnO薄膜的Al掺杂改性，低温氮气气氛处理对薄膜性能的影响以及AZO薄膜空气下的性能-温度稳定性。

溶胶_凝胶旋涂法制备ITO薄膜

１０００ｎｍ
（ａ）ＸＲＤ
（ｂ）ＳＥＭ
图２薄膜的ＸＲＤ结果和表面形貌分析结果Ｆｉｇ．２Ｘ－ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎａｎｄＳＥＭｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｏｆｔｈｅ
ｓｕｒｆａｃｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅＩＴＯｆｉｌｍ
样品结晶性的好坏和颗粒的大小将影响ＩＴＯ薄膜的光电性质。因此，充分研究不同热处理温度和热处理时间下薄膜的结晶性和形貌特点，对采用ｓｏｌ－ｇｅｌ法制备ＩＴＯ薄膜非常重要。图３是在不同温度下处理的ＩＴＯ薄膜的ＸＲＤ测试结果。其中Ａ是直接在８０ ℃干燥后的测试结果，Ｂ，Ｃ，Ｄ分别是在４００ ℃、４５０ ℃和４８０ ℃下处理９０ｍｉｎ后所得薄膜的ＸＲＤ测试结果。直接干燥后所得的薄膜没有出现明显的衍射峰，只是在２θ＝２９°处出现一个鼓包，说明直接涂片得到的薄膜是非晶态的。提高热处理温度，衍射峰强度增加，谱峰细化，晶化程度提高。
收稿日期：２００６－０９－２７基金项目：中国博士后基金项目（２００３０３４３３０）；山东省自然科学基金项目（Ｙ２００５ｆ１１）；鲁东大学中青年自然科学基金项目（２１０００３０１）
微纳电子技术２００７年第３期
１３２
ＭｉｃｒｏｎａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ／Ｍａｒｃｈ２００７
强度／ａ．ｕ．
ＤＣＢ
Ａ
２０３０４０５０６０２θ／（ °）
图３不同温度下热处理９０ｍｉｎ后所得ＩＴＯ薄膜的ＸＲＤ谱图Ｆｉｇ．３Ｘ－ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｔｈｅＩＴＯｆｉｌｍｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔ

溶胶凝胶法制备透明超疏水纳米二氧化硅薄膜的研究的开题报告

溶胶凝胶法制备透明超疏水纳米二氧化硅薄膜的研究的开题报告题目：溶胶凝胶法制备透明超疏水纳米二氧化硅薄膜的研究一、研究背景和意义纳米材料的应用广泛，特别是在表面涂层领域，可以通过改变其表面形貌和化学性质来实现不同的表面性能，如超疏水性能。

超疏水涂层具有防污、自清洁、抗腐蚀等性能，在汽车领域、建筑领域、航空领域等都有广泛应用。

而溶胶凝胶法是一种制备纳米材料的重要方法，其可通过控制溶胶凝胶过程中的条件，制备出具有不同性质的材料。

因此，尝试使用溶胶凝胶法制备透明超疏水纳米二氧化硅薄膜，并研究其制备过程和性质，具有一定的研究意义和应用价值。

二、研究内容和目标本研究旨在通过溶胶凝胶法制备透明超疏水纳米二氧化硅薄膜，并系统研究制备条件对其形貌和性质的影响。

具体研究内容包括：1. 采用溶胶凝胶法制备纳米二氧化硅溶液，并调控不同制备条件，如水解醇化条件、分散剂种类和浓度，探究其对二氧化硅纳米颗粒形貌和大小的影响。

2. 利用浸涂法或柔性模板法将制备好的纳米二氧化硅溶液涂覆于透明基底上，并进行热处理，评价其制备工艺和工艺参数对透明超疏水薄膜的影响。

3. 表征不同制备条件下制备的透明超疏水纳米二氧化硅薄膜的形貌、微观结构、疏水性质，分析其相关机制和优缺点，并探讨可行的改进方案。

三、研究方法和技术路线1. 实验材料：水解硅酸乙酯、环氧丙醇、等离子体清洗基板等。

2. 实验流程：①制备纳米二氧化硅溶液：按一定比例混合水解硅酸乙酯和环氧丙醇，加入分散剂，并调整pH值，通过醇化及水解反应制备出纳米二氧化硅溶液。

②涂层处理：将制备好的纳米二氧化硅溶液采用浸涂法或柔性模板法涂覆于透明基底上，并进行热处理，形成超疏水薄膜。

③表征分析：使用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、接触角测试仪等对制备好的透明超疏水纳米二氧化硅薄膜进行形态学及性质表征分析。

3. 技术路线：采用溶胶凝胶法制备纳米二氧化硅溶液→调控不同制备条件制备纳米二氧化硅颗粒→涂覆于透明基底上制备透明超疏水薄膜→表征分析透明超疏水纳米二氧化硅薄膜。

离子液体辅助溶胶_凝胶法制备Zn_省略_Al透明导电薄膜及其光电性能研究_赵金博

第40卷第3期人工晶体学报Vol．40No．3 2011年6月JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS June，2011离子液体辅助溶胶-凝胶法制备ZnOʒAl透明导电薄膜及其光电性能研究赵金博1，2，吴莉莉1，2，邹科1，2，于伟燕1，2，李高增1，2（1．山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室，济南250061；2．山东大学材料科学与工程学院，济南250061）摘要：采用溶胶-凝胶法，以离子液体为辅助溶剂，在玻璃衬底上制备了ZnOʒAl（ZAO）薄膜。

通过X-射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）、紫外-可见分光光度计（UV-Vis）和霍尔效应等测试手段，分析了不同Al掺杂浓度ZAO薄膜的微观结构、光学和电学性能。

结果表明，所制备的薄膜为非（002）取向的多晶膜。

随着Al离子掺杂浓度的提高，薄膜的（002）晶面取向增强，晶粒逐渐由片状向球形转变，电阻率先降低后升高。

进一步研究发现，下退火可显著降低薄膜的电阻率，Al掺杂浓度为1mol%时，薄膜电阻率达到4．7ˑ10-2Ω·cm，可在还原气氛NH3见光透过率平均在80%以上。

关键词：透明导电薄膜；ZAO薄膜；离子液体；溶胶-凝胶；光电性能中图分类号：O484文献标识码：A文章编号：1000-985X（2011）03-0594-05 Photoelectric Properties of ZnOʒAl Transparent Conductive Films Prepared by Ionic Liquids Assisted Sol-gel MethodZHAO Jin-bo1，2，WU Li-li1，2，ZOU Ke1，2，YU Wei-yan1，2，LI Gao-zeng1，2（1．Key Laboratory for Liquid-Solid Structural Evolution and Processing of Materials，Ministry of Education，Shandong University，Jinan250061，China；2．School of Materials Science and Engineering，Shandong University，Jinan250061，China）（Received28February2011，accepted10April2011）Abstract：Transparent conductive ZAO films were prepared by sol-gel method on glass substrates assisted by ionic liquid．The effect of Al doping concentration on the microstructures，optical and electrical properties of the films were investigated by X-ray diffraction（XRD），field-emission scanning electron microscope and Hall effect measurement system．The results show that the samples are not grown along （002）direction．As the Al concentration increasing，the films grow more preferentially along the（002）direction and the average grain size gradually changes from flake to sphere．The resistivity of the thin film increases first and then decreases as the Al concentration increasing．The following study indicated that the resistivity decreases obviously when the films were annealed under NH．The average transmittance of3the films is more than80%and the minimum resistivity is4．7ˑ10-2Ω·cm when the Al concentration is 1mol%．Key words：transparent conductive film；ZAO thin film；ionic liquids；sol-gel method；photoelectric property收稿日期：2011-02-28；修订日期：2011-04-10作者简介：赵金博（1975-），男，山东省人，博士研究生。

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ｔｈｅｖｉｓｉｂｌｅａｖｅｒａｇｅｏｐｔｉｃａｌｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅｗａｓｍｏｒｅｔｈａｎ８５％．ＩＺＯ．ＴＦＴｗｉｔｈａｔｈｒｅｓｈｏｌｄｖｏｌｔａｇｅｏｆ１．３Ｖ，ａｍｏｂｉｌｉｔｙｏｆ０．２４ｃｍ・Ｖ・ｓ，ａｎｄａ，ｆｃｕｒｒｅｎｔｒａｔｉｏｏｆ１０ｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｗｈｅｎ
透过率（＞８５％）。ＩＺＯ薄膜巾的钢锌比对薄膜的电学性能和ＴＦＴ器件特性影响显著，增加Ｉｎ含量有利于提
高薄膜和器件的迁移率。当钢锌比为３：２时，所获得的薄膜适合于作为薄膜晶体管的有源层，制备的ＩＺＯ — Ｔ经过相对低温（３００）退火处理具有较好的器件性能，阈值电压为１．３Ｖ．载流子饱和迁移率为０．２４ｃｍ．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅａｍｏｒｐｈｏｕｓＩｎＺｎＯ（ａ — ＩＺＯ）ｔｈｉｎｆｉｌｍｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｓｏｌ — ｇｅｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ａｎｄｔｈｉｎ
ｅｒａｆｔｅｒｌＯＷｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（３００ｃｊＣ）ａｎｎｅａｌｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔ．ＴｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｉｎｄｉｕｍｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎＯｎｔｈｅ
ＸＩＮＥｎ — ｌｏｎｇ，ＬＩＸｉ — ｆｅｎｇ，ＺＨＡＮＧＪｉａｎ — ｈｕａ
（ＫｅｙｌｘｔｂｏｒａｔｏｒｙＤ『ＡｄｖａｎｃｅｄＤｉ＠ｌａｙａｎｄＳｙｓｔｅｍＡｐｐｌｉｃａｇｏｎａＭｉｎｉｓｔｒｙＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００７２，Ｃｈｉｎａ）￥ＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇＡｕｔｈｏｒ，Ｅ — ｍａｉｌ：ｌｉｘｆｉｅｎｇ＠ｓｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
ｉｆｌｍｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ（ＴＦＴｓ）ｗｅｒｅｆｕｒｔｈｅｒｆａｂｒｉｃａｔｅｄｂｙｅｍｐｌｏｙｉｎｇｔｈｅＩＺＯｉｆｌｍｓａｓｔｈｅａｃｔｉｖｅｃｈａｎｎｅｌｌａｙ —
第３４卷
第２期
发光学报
ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＵＭＩＮＥＳＣＥＮＣＥ
Ｖｏ１３年２月
２０１３
文章编号：１０００ — ７０３２（２０１３）０２ — ０２０８ — ０５
ＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆＴｒａｎｓｐａｒｅｎｔＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒｓｂｙＳｏｌ－ｇｅｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖ～・Ｓ，开关比（，－，）为ｌ０。
关
键
词：溶胶凝胶法；钢锌氧化物薄膜；薄膜晶体管：低温
文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３７８８／ｆｇｘｂ２０１３３４０２．０２０８
中图分类号：ＴＮ３２１．５
溶胶凝胶法制备透明ＩＺＯ薄膜晶体管
信恩龙，李喜峰，张建华
（上海大学新型显示技术及应用集成教育部重点实验室，上海２０００７２）
摘要：采用溶胶凝胶法制备了非晶铟锌氧化物（ａ — ＩＺＯ）薄膜，并作为薄膜晶体管（ＴＦＴ）的有源层制备了ａ — ＩＺＯＴＦＴ。研究了ＩＺＯ薄膜中铟锌比对薄膜性质及ａ — ＩＺＯＴＦＴ器件性能的影响。结果表明：溶胶凝胶法制备的ＩＺＯ薄膜经低温（３００℃ ）退火后为非品结构，薄膜表面均匀平整、致密，颗粒大小为２０ｎｌｎ左有，并具有高
ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＩＺＯｔｈｉｎｉｌｆｍｓａｎｄｔｈｅＩＺＯ— ＴＦＴｓｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｅｄｔｈａｔｔｈｅＩＺＯｉｌｆｍｗａｓａｍｏｒｐｈｏｕｓ，ｓｕ￣ａｅｅｗａｓｕｎｉｆｏｒｍａｎｄｓｍｏｏｔｈｇｒａｉｎａｂｏｕｔ２０ｎｎｌ，ａｎｄ