P型透明导电SnO_2薄膜的研究进展
透明导电薄膜的制备方法及性能研究
透明导电薄膜的制备方法及性能研究引言透明导电薄膜作为一种具有重要应用前景的材料，在电子器件、光伏领域等方面具有广泛的应用。
因此，对透明导电薄膜的制备方法及性能进行研究具有重要意义。
本文将围绕透明导电薄膜的制备方法和性能进行详细探讨，旨在提供相关研究的最新进展和未来发展方向。
一、透明导电薄膜的制备方法1. 喷雾法喷雾法是制备透明导电薄膜的一种常用方法。
通过将导电材料以溶胶或乳液形式喷雾于基底表面，随后利用高温烧结、烘干或光照处理等方法制备薄膜。
这种方法具有操作简单、成本较低的优势，能够制备大面积的透明导电薄膜。
2. 溅射法溅射法是一种物理气相沉积技术，可通过在真空环境下将固态导电材料溅射于基底上制备薄膜。
该方法具有高控制性和高纯度的优点，能够制备出优异的透明导电薄膜。
然而，溅射法制备薄膜过程中的高温或离子轰击可能对基底材料造成损伤，需要进一步改进。
3. 热原子层沉积法热原子层沉积法是采用化学反应来制备透明导电薄膜的一种方法。
该方法利用原子层沉积技术，通过将导电材料的前体物质分子在基底上进行表面反应沉积，形成均匀的薄膜。
这种方法具有较高的晶格质量和较好的导电性能，并且对基底的伤害较小。
二、透明导电薄膜的性能研究1. 透明性能透明导电薄膜的透明性能是其重要的性能指标之一。
透明性能主要取决于薄膜的可见光透过率和红外透过率。
高透过率可以提高光伏器件的光电转换效率，因此，提高透明性能是制备高效透明导电薄膜的关键。
2. 导电性能透明导电薄膜的导电性能与其电阻率直接相关。
低电阻率意味着更好的导电性能。
导电性能的好坏取决于导电薄膜的化学成分、晶体结构以及杂质含量等因素。
提高导电性能可以使透明导电薄膜在电子器件等领域具有更广泛的应用。
3. 机械性能透明导电薄膜的机械性能直接影响其在实际应用中的稳定性和可靠性。
优异的机械性能可以提供薄膜的耐磨、耐划伤和抗拉伸等特性。
因此，针对透明导电薄膜的机械性能进行研究，对于材料的实际应用具有重要意义。
SnO2透明导电膜的结构性能及光电特性分析
SnO2透明导电膜的结构性能及光电特性分析透明导电薄膜的种类很多，目前主要有金属透明导电薄膜、氧化物透明导电薄膜、非氧化物透明导电薄膜和高分子透明导电薄膜，其中对金属氧化物透明导电膜的研究比较早。
20世纪50年代前后，出现了硬度高、化学稳定的SnO2基薄膜和综合光电性能优良的In2O3 基薄膜，并制造出了最早有应用价值的透明导电膜NESA-SnO2薄膜，80年代后出现了研究SnO基薄膜的热潮，现已形成SnO2薄膜及其掺杂体系、Cd2SnO4薄膜体系、In2O3薄膜及其掺杂体系、SnO薄膜及其掺杂体系等四大类。
目前单层膜低辐射玻璃的材料主要以SnO2、In2O3、SnO等宽禁带半导体氧化物为主，特别是ITO和SnO2基的低辐射玻璃[2，3]；SnO2成本较低，通过掺杂F、Sb或P等，能大幅度提高SnO2膜的电导率，其中掺F的SnO2膜还具有高透光性、耐腐蚀性等优点，是一种比较理想的低辐射膜[3-9]。
透明导电薄膜具有良好的光电性能，近几十年以来发展很快，透镜光学系统的设计不断得到优化。
其中，液体透镜就是一种是最为简单、成像质量较好的新型透镜。
基于电湿效应的液体透镜，在外加电压驱动时，其变焦响应速度快，抗震性好，成像性能较为稳定，并且功耗低。
可应用于很多领域，有着广泛的应用前景。
本文将采用超声喷涂热解淀积工艺将SnO2：F透明导电薄膜均匀地制备于小尺寸石英管的内、外壁和底部，并对石英管内电场及两种液体界面处的光电特性进行分析。
1SnO2透明导电膜的结构性能1.1 透明导电薄膜透明导电薄膜是指对可见光（波长λ在380～760nm范围内）的透射率高且电导率高的薄膜。
一般讲，可见光的平均透光率Tavg80%、电导率在103Ω-1cm-1以上的薄膜才被称为透明导电膜。
只有能同时满足上述两种条件的材料才能在透明导电膜上应用。
1.2 薄膜结构作为一种多功能无机材料的SnO2透明导电薄膜，不仅兼备低电阻，高的可见光透过率，还具有优良的膜强度和化学稳定性，在太阳能电池，功率加热及光电器件等领域中得到了广泛的应用。
二氧化锡的制备及研究
7.制动块
8.催化作用和气体探测的的高级表面活性材料。（SnO₂为敏感材料制成的“气——电”转换器。）
4安全性
用聚乙烯塑料袋包装,扎紧袋口,再密封在铁桶中,每桶净重25kg。贮存在通风、干燥的库房中。禁止与强酸、强碱及食用物品共贮混运。防止受潮和雨淋。失火时,可用水扑救。毒性及防护:长期(15～20年)受二氧化锡作用的人会患尘埃沉着症,即尘肺。空气中最大容许浓度为10mg/m3(换算成金属锡计)。粉尘多时使用防毒口罩,并注意保护皮肤。应注意防尘和除尘。
分子式(Formula)： SnO2
分子量(Molecular Weight)： 150.69
CAS No.： 18282-10-5
以上是二氧化锡的主要参数。我国生产二氧化锡已有较长历史,但均采用传统的硝酸法生产工艺。即将锡溶于硝酸,生成偏锡酸,经多次水洗、干燥、煅烧、粉碎,得到黄色的二氧化锡,法硝酸消耗大,环境污染严重,锡消耗高,产品纯度低,色泽达不到高档用品要求。因此,尽管我国是锡出口国,却要高价进口二氧化锡。
三、掺杂二氧化锡的应用研究进展
二氧化锡（SnO2）是一种宽禁带n型金属氧化
物半导体材料。SnO2晶体属于四方晶系正方形晶
体，晶体呈双锥状、锥柱状，有时呈针状，为金红
材料科学的最新研究成果
材料科学的最新研究成果材料科学作为一门重要的科学学科，探究了材料的物理、化学、结构和性能等方面，对于推动社会科技进步、促进经济社会发展起到至关重要的作用。
随着科技的不断发展，材料科学的研究也在不断推进。
下面，本文将为大家介绍材料科学的最新研究成果。
一、新型透明导电膜材料透明导电膜广泛应用于电子产品、光电器件等领域，目前常用的透明导电膜材料主要有氧化锌、氧化铟锡等。
然而，这些传统材料存在着导电性、稳定性等方面的问题。
近年来，材料科学家又研发出了一种新型透明导电膜材料——氮掺杂二氧化钛（N-TiO2），该材料的透过率高达90%以上，具有优异的导电性和光催化活性，是一种可持续利用的绿色材料。
二、柔性可穿戴电子材料随着科技的发展，越来越多的电子设备向着轻、薄、柔性、可穿戴的方向发展。
而这就需要寻找具有柔性、高强度、高导电性等特点的材料来制造硬件设备。
当前，在材料科学领域，柔性可穿戴电子材料是一个热门研究方向。
材料科学家成功研制出了一种柔性石墨烯电容器，它不仅可以承受弯曲，弹性恢复率高，而且电容量大，响应速度快，是柔性可穿戴电子领域可持续发展的重要材料。
三、新型锂离子电池材料锂离子电池正逐渐取代传统的铅酸电池、镍氢电池和镉镍电池，成为目前可重复充电、长寿命、高能量密度、环保的电池。
然而，锂离子电池的制造成本较高，且安全性差，它们往往无法满足人们对电池寿命、能耗、性能的要求。
在材料科学领域，科学家们正在研究开发新型锂离子电极材料，如硅复合材料、锰酸锂材料、氧化钒材料等，这些材料具有更高的能量密度、更长的使用寿命和更高的安全性。
四、新型染料敏化太阳能电池染料敏化太阳能电池已经成为了最具发展前景的太阳能电池之一。
在染料敏化太阳能电池中，染料起至关重要的作用，决定了电池的光吸收、电子传递和光电转换效率。
材料科学家们研究发现，通过改变染料的化学结构，可以提高电池的光电转换效率，同时也可以提高电池的稳定性和寿命，这些新型染料敏化太阳能电池能够大幅提高太阳能电池的能量转换效率，具有良好的发展前景。
超薄金属透明导电膜及其应用研究进展
MATERIALS REPORTS
2019 ,VoI.33, No.6 www. mater-rep. com
超薄金属透明导电膜及其应用研究进展
透明导电薄膜材料的制备及其性能研究
透明导电薄膜材料的制备及其性能研究近年来，随着电子工业的不断发展，透明导电薄膜材料在各种电子器件中扮演着越来越重要的角色。
透明导电薄膜材料具有良好的导电性和透明性，可以应用于太阳能电池板、液晶显示器、触摸屏、电热器、电器剪、电子纸、智能玻璃等多个领域。
本文将介绍透明导电薄膜材料的制备方法和性能研究进展。
一、透明导电薄膜材料的制备方法1. 溅射法溅射法是制备透明导电薄膜的主要方法之一。
该方法的原理是将两种或多种金属制成薄膜，使它们在热点上扰动或冲击，使金属离子得到激发，进而形成等离子体。
随着副反应的发生，等离子体离子可以被加速至高速，直到它们撞击底部的晶体衬底。
这样，金属薄膜就被沉积在衬底上，并形成透明导电薄膜。
溅射法制备的透明导电薄膜具有良好的光学性能和电学性能，但成本较高。
因此，目前工业上生产透明导电膜的主要方法还是化学气相沉积法和溶液法。
2. 化学气相沉积法化学气相沉积法（CVD）是利用气相反应制备薄膜的一种方法。
它基于气态前体在固体表面发生化学反应的原理制备薄膜。
通过CVD方法制备透明导电薄膜可以在常温下进行，并且可以制备大面积的薄膜。
但CVD方法也有一些局限性，如在反应过程中如果选择不适当的前体，可能会导致副产物的生成，影响薄膜的生长质量，同时CVD方法的成本也较高。
3. 溶液法溶液法是一种利用透明导电涂料来制备透明导电薄膜的方法。
透明导电涂料是由透明导电材料和粘结剂等成分组成的溶液。
通过涂覆透明导电涂料到基板上，然后在一定的条件下制备透明导电薄膜。
该方法制备透明导电薄膜的过程简单易行，成本较低，是目前应用最广泛的制备透明导电薄膜的方法。
但是由于涂料的制备过程和涂覆的条件会对薄膜的质量产生影响，所以目前该方法的应用仍存在一定的局限性。
二、透明导电薄膜的性能研究进展1. 电学性能透明导电薄膜材料的电学性能是制备透明导电薄膜时需要考虑的最重要因素之一。
常用的评价指标包括电阻率和透过率等。
为了提高透明导电薄膜的电阻率，研究者通常采用掺杂法和合金化等方法来改善电学性能。
有机衬底上掺Sb的SnO2透明导电膜的性质与制备参数关系的研究
［ ］ｐ ｅｅｒｄ ｏｉｎａｉｎ １ ｒ ｆｒｅ ｒ ｔｔ ．Ｈｉｈｑ ａｉ ｉ ｔ ｎａ ｅａ ｅｔａ ｓ ａｅ ｃ ｆ Ｏ ａ ｄ ｒｓｓｉｉ ｆ １ ０ ｅ ｏ ｇ ｕ ｌ ｙｆ ｍｓｗｉ ａ ｖ ｒｇ ｒ ｎ ｐ ｒｎ ｙｏ ｎ ｅｉｔ ｔ ｏ ｔ ｌ ｈ ８ ｖｙ
文献 标 识码 ： Ａ
文章 编 号 ：１ ０ — ８ Ｘ（ ０ ２ ０ — ０ ３ ０ ０ ５４ ８ ２ ０ ） ２０ ６ — ５
Ｓｔ ｄｙ ｏｎ Ｒｅｌ ｔｏｎ ｈ ｐ ｂ ｗ ｅｅ ｈ ｏｐ ｒ ｉ ｆＴｒ ｓ ｒ ｔ ｕ ａ ｉ ｓ ｉ ｅｔ ｎ ｔ ｅ Ｐｒ ｅ ｔｅｓ ｏ ａｎ ｐａ ｅｎ Ｃｏｎ ｃ ｉｇ Ｓｎ ２：Ｓｂ Ｆｉ ｓ Ｄｅ ｏｓ ｔ ｄ ｏｎ Ｏ ｒ ａｎ ｃ ｄｕ ｔｎ Ｏ Ｉ ｐ ｉｅ ｇ ｉ ｍ Ｓｕ ｓ ｒ ｔ ｓ ａ ｄ Ｆａｂ ｉ ａ ｉ ｇ Ｐａ ａｍ ｅ ｅ ｓ ｂ ｔａ ｅ ｎ ｒｃ ｔｎ ｒ ｔ ｒ
山 东 省 计 委 九 五 攻 关项 目（ 计 投 资 １９ ６ ２ 资 助课 题 鲁 ９７０） 杨 田林 男 ，９ ０年 生 ， 教 授 ， 士 ， 国 电 子 协 会 高级 会 员 。 主 要 从 事 氧 化 物 半 导 体 的研 究 。 １６ 副 硕 中 杨 光 德 男 ，９ １年 生 ， 授 ， 士 。 主 要 从 事 半 导 体 器 件 研 究 。 １５ 教 学
构， 具有 明显 的［ １ ］ １ ０ 的趋 向。通 过调 节 制备 参数 ， 备 出 了电 阻率 为 ３ ７ ｏ Ｑ ・ ｍ， 均 透 制 ． ×１ ｃ 平
过 率 高 于 ８ 的 高 质 量 薄膜 。 Ｏ 关 键 词 透 明 薄 膜 光 电特 性 溅 射
中 图分 类 号 ： ８ ０４ ４
维普资讯
新型透明导电薄膜在光电子器件中的应用
新型透明导电薄膜在光电子器件中的应用近年来，随着科技的发展，光电子器件的应用领域不断拓宽。
其中，透明导电薄膜作为光电子器件的重要组成部分，发挥着至关重要的作用。
本文将探讨新型透明导电薄膜在光电子器件中的应用，并分析其优势和潜在挑战。
一、透明导电薄膜的概述透明导电薄膜是一种具备高透明性和电导率的材料，能够实现光的穿透以及电流的传导。
传统的透明导电薄膜主要采用氧化铟锡（ITO）材料，然而其成本高昂、柔性差、易碎等问题限制了其在光电子器件中的应用。
因此，研究人员开始寻找新型透明导电薄膜材料。
二、新型透明导电薄膜的应用（一）有机透明导电薄膜有机透明导电薄膜是一种新型材料，具备柔性、可塑性等优势，在柔性光电子器件领域具有巨大的潜力。
该薄膜能够通过有机合成的方法制备，从而实现低成本生产和大面积制备。
此外，与传统的透明导电材料相比，有机透明导电薄膜还具备更好的可替代性和可降解性能。
（二）碳纳米材料透明导电薄膜碳纳米材料透明导电薄膜是近年来备受关注的新型材料之一。
其中，石墨烯和碳纳米管是最具代表性的碳纳米材料，具备优异的导电性和透明性。
这些碳纳米材料可以通过化学还原法、机械剥离法等方法制备成薄膜，具备较高的导电性和机械柔性，适用于柔性光电子器件的制备。
（三）氧化物透明导电薄膜氧化物透明导电薄膜是另一种备受研究的新型材料。
相比于传统的ITO薄膜，氧化物透明导电薄膜具有更低的成本、更好的可替代性和更高的可靠性。
此外，这些氧化物材料还具备优异的光学和电学性能，适用于光电子器件中的透明电极和光电转换层等功能。
三、新型透明导电薄膜的优势（一）优异的导电性能新型透明导电薄膜具备优异的导电性能，能够实现高效的电流传导。
这能够提升光电子器件的性能，并使其在应用中具备更好的稳定性和可靠性。
（二）高透明度新型透明导电薄膜具备高透明度，能够使光线充分穿透，不妨碍观察对象。
这对于相机镜头、液晶显示屏等光学器件的应用尤为重要。
（三）良好的柔性和可塑性相比传统的透明导电薄膜材料，新型透明导电薄膜通常具备较好的柔性和可塑性。
热喷涂法制备Sb掺杂的SnO_2薄膜
第３ 期
陈小 龙 等 ： 喷 涂 法 制 备 ｓ 热 ｂ掺 杂 的 Ｓ Ｏ ｎ 薄 膜
・ ９ ２ ・
１ ２ 分 析 与 测 试 ．
采用 日本理学 Ｄ／ ｘ２ ０ Ｐ ｍａ 一２ ０ Ｃ型 ｘ射线 衍 射仪 （ Ｒ 分 析 薄 膜 的 结构 ， 用 原 子 力 显 微镜 （ Ｍ ） Ｘ Ｄ） 并 ＡＦ
装置 是 自制 的立 式旋转 加 热 炉 ， 喷涂 液 采 用 空 气 压 缩 系 统 由雾 化 枪 口喷 出． 枪 口与 基材 距 离均 为 １ 喷 Ｏ ｃ 喷枪流 量为 １ ５Ｌ ｍｉ， 涂次数 均为 １ ｍ， ． ／ ｎ 喷 Ｏ次 ， 次喷 ２Ｓ每 次间 隔 ５ｍｉ． 每 ， ｎ 实验将 ３ 不 同掺杂浓度 的 组 喷涂液均 在 ４ ０℃ 、 ５ ０ ４ ０℃ 、０ ５ ０℃ 、 ５ ５ ０℃和 ６ ０℃下 喷涂制 膜． ０
致 密．
关 键 词 ： 喷 涂 法 ； 掺 杂 ； 氧 化 锡 薄 膜 热 锑 二
中图分 类号 ： ＴＱ１ １ ７ 文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
Ｓ Ｏ。 ｎ 薄膜 以其 良好 的可 见光 透过性 和导 电性 而 广泛 应 用 于镀 膜玻 璃 领 域＿ ］ 常 见 的制备 Ｓ Ｏ １． ｎ 薄 膜 的方 法有溅 射法 、 化学 气相沉 积法 、 真空蒸 镀法 、 溶胶一 凝胶 法和 热喷涂 法等 ． 中 ， 喷涂 法具 有设 备 简 其 热 单、 成本 低 、 备样 品快 等优点 ， 制 ］ 因而 备受研 究人 员 的关 注 ． 着 电子 科技 的发展 ， 器 件性 能 提 出 了更 随 对 高 的要 求 ， 更优 良的膜性 能和更 高 的电导率 是一种 必然 的发展 趋势 ． 未掺 杂 的 Ｓ Ｏ ｎ 薄 膜 由于 载流子 浓 度 很低， 因此薄膜 的电导率 很小 ， 大大 的限 制 了其 应用 范围． 们常 采用掺 杂 的方式提 高 电导率 ， 是合 适 这 人 但 的掺杂 量是 制 备 优 良样 品 的关 键 ， 目前 对 提 高 Ｓ Ｏ ｎ 薄 膜 的 电导 率 研 究较 多 的是 在 Ｓ Ｏｚ中掺 入 Ｓ 、 ｎ ｂＦ
SnO2纳米微粒的制备方法及进展研究
２ Ｓ Ｏ 纳 米 微 粒 的制 备 方 法 ｎ，
纳米微粒 的制 备 方法 ，可 以按 制备 原料 状态 分 为三 大类 ：气相法 、液相法 和固相法 ，对于 Ｓ０ ｎ ２纳 米微 粒的现有的制备方法有两类 ：液相 法和气相法 。
２ １ 液 相法 ．
之 间。纳米 粒子 的这类 特殊类 型结 构导致 它具有 体
导 电薄膜 、光 学玻璃 、陶瓷 、颜料 、发 光材料 、太
随 着高尖端 技术 的迅猛 发展 ，各类 电子器 件 日
益细微化 ，对 超细微 材料 பைடு நூலகம்研究越 来越 受到人 们 的
关注 ，纳米 材料是 目前 国际社会 上最热 门 的研 究课 题之 一 。通 常 我们 把 尺 寸 在 １ ｍ 到 １０ ｍ 之 间 ， ｎ ０ｎ 处于 原子簇 （ 径 小 于 或等 于 １ ｍ） 和宏 观 物 体 粒 ｎ 交接 区 域 内 的粒 子 称 为 纳 米 材 料 或 超 微 粒 子 ¨ 。 纳米材 料 的物理 化 学性 质不 同 于微 观 原子 、分子 ，
也不 同于宏 观物体 ，纳 米介 于宏 观世 界与微 观世 界
阳能 电池 、化 学 电极 等方 面具有 广泛应 用 ，如何利 用 简单 易得 的设 备 、廉价 的试 剂 ， 备 出性 能 优 异 制 的 ＳＯ ｎ 纳 米微 粒 ，扩 大 其 应用 领 域 ，一 直 是 材 料 科 学 家们研究 的热 门课题 ，下 面就 目前 常用 的纳 米 ＳＯ 微 粒制 备方法 及研究 进展作 以简单介绍 。 ｎ
Ｗ ＡＮＧ ｉ ｉｎ Ｚｈ —ｑ ａ ｇ 一． ＺＨＡＮＧ ｅ —ｆｎ Ｗ ｉ ｅｇ
（ ．Ｔ ｅＣ ｌ ｇ ｆ ｈｓ ｓ ｎ ｌ ｔ ｎ ｅａ ｎ ｅｓｙ １ ｈ ｏ ｅｅｏ ｙｉ ｄＥｅ ｒ ，Ｈ ｎ ｎＵ ｉ ｒｉ ，Ｈｅａ ａ ｅ ｇ ７ ０ ｌ Ｐ ｃａ ｃｏ ｖ ｔ ｎ ｎＫ ｉ ｎ ５ ０ ｆ ４ １
SnO_2纳米薄膜的制备及光学性能研究
二氧化锡（SnO 2）是一种宽带隙半导体材料［1］，禁带宽度3.6～4.0eV ，具有对可见光透光性好、紫外吸收系数大、电阻率低、化学性能稳定等优点，已被广泛应用于高频电子器件、太阳能电池及显示器的电极材料以及气敏传感器［2］等方面。
SnO 2薄膜对于玻璃及陶瓷材料的粘附强度可达200㎏/cm 2［3］。
SnO 2薄膜对环境的相对湿度也十分敏感，国内有研究学者［4］发现，SnO 2薄膜从低湿到高湿响应比较快。
多种工艺可以用来制备二氧化锡薄膜，如磁控溅射、射频溅射、金属有机物热分解法、超声波喷雾热解法、热蒸发法、激光脉冲沉积、化学气相沉积、溶胶-凝胶法等。
其中热蒸发法镀膜具有设备简单、操作容易、成本低廉等优点而成为一种具有重要工艺价值的制备方法。
本研究试图通过对氧化锡薄膜热蒸发制备工艺的探索为工业应用提供参考。
1试验方法将SnO 2粉末放入陶瓷舟中，然后把陶瓷舟置于陶瓷管中心，在陶瓷管的下气流方向等距（7.5cm ）放置Si 片，如图1所示，实验结束后取出坩埚，发现SnO 2体积减少不明显，在适当位置的Si 片上有薄膜沉积。
图1Si 片放置图SnO 2纳米薄膜的制备及光学性能研究陈玉莲，曾大新（湖北汽车工业学院材料工程系，湖北十堰442002）摘要：采用热蒸发法制备氧化锡薄膜，结合相关理论制定了一系列实验。
在不同的工艺条件下制备了氧化锡薄膜，研究了温度、基片距离和环境压力对薄膜的影响，并利用X 射线衍射仪、拉曼谱仪对薄膜进行了成分及结构测试，用阴极发光方法测定了薄膜的发光性质。
关键词：氧化锡；薄膜；热蒸发法；阴极发光中图分类号：TB34文献标志码：A文章编号：1008-5483（2009）04-0056-04Preparation and Optical Property of Nano Tin Oxide Thin FilmsChen Yulian ，Zeng Daxin（Dept.of Material Engineering ，Hubei Automotive Industries Institute ，Shiyan 442002，China ）Abstract ：Tin oxide films have been synthesized by thermal evaporation on the basis of related theo -ries.Tin oxide films were prepared under different deposition conditions.The effect of temperature ，substrate distance and ambient atmosphere on the film were investigated.The obtained films were characterized by XRD ，Raman and spectroscopy.The luminescence properties were also measured by cathodeluminescence.Key words ：tin oxide ；thin film ；thermal evaporation ；cathodeluminescence收稿日期：2009-09-21作者简介：陈玉莲（1982-），女，黑龙江人，硕士生，纳米薄膜材料、碳纳米管复合材料的制备研究。
基于印刷电子的透明导电薄膜研究进展
基于印刷电子的透明导电薄膜研究进展赵文秀;周奕华;钱俊【摘要】透明导电薄膜是一种在可见光范围内透光率较高、导电性优良的薄膜材料.近年来随着智能手机、平板电脑等电子产品日益普及,透明导电薄膜受到越来越多的关注.本文分析了目前占据市场统治地位的掺锡氧化铟透明导电薄膜的缺点以及近年来国内外对透明导电薄膜开展的研究工作,总结了目前在印刷电子领域透明导电薄膜的主要研究方向,一方面是在传统金属氧化物薄膜基础上的改进;另一方面是寻找新型透明导电薄膜材料,并分别综述了各个研究方向的最新进展.【期刊名称】《影像科学与光化学》【年(卷),期】2015(033)003【总页数】13页(P251-263)【关键词】透明导电薄膜;印刷电子;喷墨打印;图案化;透明电极【作者】赵文秀;周奕华;钱俊【作者单位】武汉大学印刷与包装系,湖北武汉430079;武汉大学印刷与包装系,湖北武汉430079;武汉大学印刷与包装系,湖北武汉430079【正文语种】中文近年来，电子科学技术不断发展，各类电子产品日益普及，市场需求不断扩大。
作为许多电子器件（如液晶显示器、触屏等）的关键部分，透明导电薄膜受到越来越多的关注。
透明导电薄膜（transparent conductive film，简称 TCF），是一种在可见光范围内（波长380nm～780nm）透光率较高、导电性优良的薄膜材料。
透明导电薄膜广泛应用于液晶显示屏、触屏、薄膜太阳能电池、发光器件和电磁屏蔽装置等［1，2］。
尽管目前市场上基于金属氧化物的透明导电薄膜已经较为成熟，但是还是存在很多缺点。
国内外针对透明导电薄膜的研究逐渐成为热点，人们期望开发出一些新的生产工艺，或者开发出一些新型的透明导电薄膜材料，以克服这些缺点。
1 主流商业化透明导电薄膜的缺点目前商业化的透明导电薄膜中占统治地位的是掺锡氧化铟（tin doped indium oxide，简称ITO），占据了超过97%的透明导电薄膜市场［1］。
p型薄膜晶体管(TFT)的研究进展
近年来，氧化物薄膜晶体管发展迅速，高迁移率、高可见光透过率以及低温加工工艺等优势使其在柔性显示领域占据重要地位。
目前关于氧化物TFT 的文章报道大部分是n 型TFT，为进一步提高集成电路的性能，需要制造有稳定性能的p 型TFT。
文章对比了4种TFT 器件结构的组成、工作原理以及其在显示器领域中的应用，重点阐述了自1997年起p 型TFT 的研究进展，包括其制备方法、制备原材料以及得到的TFT 的相关性能等；最后详细介绍了制备p 型TFT 的半导体材料和其新型应用领域，表明p 型TFT 在显示领域中具有重要应用前景。
关键词：薄膜晶体管；p 型；金属氧化物；铜铁矿；半导体材料中图分类号：TB34 文献标识码：A DOI：10.19881/ki.1006-3676.2020.12.09Research Status of p-type Thin Film Transistor(TFT)Zhang Shiliang 1 Zhai Rongli 2（1. Soda Factory of Shandong Haihua Co. Ltd.， Shandong，Weifang，262737；2.School of Microelectronics，Shandong University，Shandong，Jinan，250101）Abstract ：As one of the leading technology in the field of flat panel display，thin-film transistor (TFT) plays an important role in the electronic information industry. In recent years，oxide-based thin-film transistors have developed rapidly，the advantages of high mobility，high transmittance in visible light，and low-temperature fabrication processes make them important in the field of flexible displays. Most of the current reports on oxide TFTs are n-type TFTs，to further improve the performance of integrated circuits，it is necessary to manufacture p-type TFTs with stable performance. Based on the relevant theory of TFT，this paper discusses the four device structures，working principle and the major applications of TFT in the field of displays，then，through in-depth understanding of p-type TFT，the research progress of p-type TFT since 1997，including its preparation method，preparation raw materials，and related parameters of the obtained TFT，etc.，were reviewed；finally， the semiconductor materials for the preparation of p-type TFTs and their new application fields are also described in detail，indicating that p-type TFTs have made significant contributions in the field of display.Key words ：Thin film transistor；p-type；Metal oxide；Delafossite；Semiconductor2山东大学微电子学院，山东，济南，250101）的研究进展基金项目：本文系山东省自然科学基金项目（项目编号ZR2018QEM002）研究成果。
二维sno半导体薄膜场效应晶体管的制备及ⅳ特性研究
二维SnO半导体薄膜场效应晶体管的制备及IV特性研究Preparation and IV Characteristics of 2D SnO Semiconductor Thin FilmField Effect TransistorsAbstract2 dimensional (2D) SnO semiconductor thin films and their applications in micro and nano electronic devices have been widely attention. In recent years, scientists have found that SnO has a high electron affinity (about 3.7eV), the band gap is smaller (about 0.7eV).At the same time, SnO also has a smaller ionization potential (about 4.4eV) of SnO materials and devices. The theoretical research proves that the larger electron affinity is more favorable for the n-type doping of the semiconductor, and the lower ionization potential is more favorable for p-doping.Therefore, bipolar electrical properties of SnO oxide semiconductor is expected to fabricate the high mobility channel thin film field effect transistors and CMOS devices.To solve the problem that prepare 2D simple micro and nano electronic devices and explore the characteristics of the 2 dimensional SnO semiconductor thin films.In this thesis, the fabricati- on and characterization of 2 dimensional SnO semiconductor thin films were studied by RF magnetron sputtering technique.The main research contents are as follows:1. Based on previous work, the preparation process and the influencing factors on the film properties of 2 dimensional SnO monolayer and multilayer film was studied.At the experiment, through high temperature sintering prepared the magnetron sputtering ceramic target using pure SnO powder,explore the best deposition parameters of sputtering, ensure Sn:O in the ratio of the monolayer SnO thin films approximately 1:1, solves the problem that emerge metal impurities such as Sn or SnO2under high temperature instability in the deposited films of SnO.2. The effects of different sputtering power, deposition time and annealing conditions on the structure and electronic properties of single layer and little layer SnO films with 2 dimensional were studied.The prepared of SnO thin films with a thickness of3.034nm and tetragonal structure.The Sn, O and other impurities in the films were analyzed by XPS spectra. The Sn 3d5/2 peak and Sn 3d3/2 peak of SnO were found at 486.13eV and 494.50eV at high resolution Sn 3d spectra, which confirmed that the elemental composition of the samples was about Sn:O approximately 1:1.3. The fabrication and IV characteristics of the p-channel SnO semiconductor devices with a few layers of bottom gate SnO semiconductor thin film are fabricated in this paper. The research results show that the output characteristics of the new thin film transistors are P. With the decrease of preparation of SnO semiconductor FETs sputtering power, depositiontime and the channel width, the absolute value of source drain current is increasing. The transistor channel conductance can be modulated by the gate voltage provided, when the gate voltage is -5V, the maximum current value is 43μA.The I DS between source drain current of the 300℃high temperature rapid annealing fire device was higher than the unannealing device, the quantum transport effect of device is better than traditional CMOS devices.The results of this study show that the thin layer SnO semiconductor thin films have good electron transport properties. The research results provide some reference data for the future development of the new generation of micro and nano electronic devices.Key Words: 2 Dimensinal; SnO; Radio Frequency Magnetron Sputtering Technology; P-Channel; FETs二维SnO半导体薄膜场效应晶体管的制备及IV特性研究目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 新型2D半导体材料简介 (1)1.2 SnO半导体材料概述 (1)1.2.1 SnO半导体材料的晶体结构 (1)1.2.2 SnO半导体材料的基本特性 (2)1.3 SnO半导体材料的研究综述 (3)1.3.1 SnO半导体材料的研究现状 (4)1.3.2 2维SnO半导体材料的应用前景 (6)1.4 本论文的研究内容及创新点 (7)1.4.1 本论文的研究内容 (7)1.4.2 本论文的创新点 (8)2 2维SnO半导体薄膜的制备与特性分析 (9)2.1 2维SnO半导体薄膜制备方法 (9)2.1.1 实验仪器及设备介绍 (9)2.1.2 实验方法 (11)2.2 制备的2维SnO半导体薄膜样品的测试分析 (12)2.2.1 台阶仪测试分析 (12)2.2.2 SnO半导体薄膜的XRD衍射图分析 (13)2.2.3 SnO半导体薄膜的XPS表征分析 (14)2.3 本章小结 (16)3 2维SnO半导体场效应晶体管的制备及IV特性研究 (18)3.1 场效应晶体管结构及特性概述 (18)3.1.1 场效应晶体管的基本结构 (18)3.1.2 场效应晶体管的工作原理 (18)3.2 SnO半导体薄膜FETs的结构及制备过程 (19)3.2.1 SnO半导体薄膜FETs的结构图 (19)3.2.2 SnO半导体薄膜FETs的制备过程 (20)3.3 SnO半导体薄膜FETs的IV特性研究 (21)3.3.1 器件参数的选取与测试 (21)3.3.2 SnO半导体薄膜FETs的IV特性分析 (22)3.4 本章小结 (29)结论 (30)参考文献 (31)攻读硕士学位期间发表学术论文情况 (36)致谢 (37)1 绪论1.1 新型2D半导体材料简介材料的特性与其物理维度息息相关，当材料的维度从3维变化到2维、1维和0维时，材料的物理与化学特性也将随之变化。
SnO2薄膜的制备及其光电特性
ｒ ｅ ｖ ｅ ａ ｌ ｔ ｈａ ｔ Ｓｎ Ｏ２ ｏ ｆ ｔ ｅ ｔ ｒ ａ ｇ ｏ ｎａ ｌ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ ｗｉ ｔ ｈ ａ ｓ ｉ ｎｇｌ ｅ ｃ ｒ ｙ ｓ ｔ ａ ｌ ｏ ｒ ｉ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｏ ｂｔ ａ ｉ ｎｅ ｄ ｕ ｎｄｅ ｒ ｔ ｈｅ ｈ ｉ ｇｈ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ — ｔ ｕｒ ｅ ． Ｔｈｅ ｏ ｐｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎｔ ｓ ｈｏ ｗｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈｉ ｎ ｆ ｉ ｌ ｍ ｏ ｐｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｂ ａ ｎ ｄ ｇ ａ ｐ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ｏｘ ｉ ｄ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｔ ｅ ｍｐｅ ｒ ａ ｔ ｕｒ ｅ ｒ ｉ ｓ ｅ ｓ ． Ｔｈ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ— ｖ ｏｌ ｔ ａ ｇｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｓ ｈｏ ｗ ｔ ｈａ ｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏｎ ｄｕ ｃ ｔ ｉ ｖｉ ｔ ｙ ｄｅ ｃ ｒ ｅ ａｓ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｉ ｎｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｏ ｘｉ ｄａ —
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P型掺杂透明导电氧化物薄膜(TCO)研究
一、P型掺杂透明导电氧化物薄膜相关1.P型掺杂SnO2薄膜2.P型AMO2薄膜及光电特性3.P型SnO薄膜一P型掺杂SnO2薄膜迄今为止，投入实际应用的透明导电膜都是n型半导体薄膜。
在微电子和光电子器件以及电路的应用中，它只能作为无源器件，因而限制了透明导电膜的利用。
如果能制备出P型的透明导电膜，则可以拓宽它的应用领域—使之从无源器件拓展到有源器件。
例如可以制作透明pn结、FET等有源器件，甚至可使整个电路实现透明。
透明的p-n结是半导体透明电子器件的基础元件，只有成功制备出性能良好的透明p-n结，才有可能获得透明的晶体管、透明的场效应管及透明的集成电路等，从而开发出具有全新功能的透明的光电子器件。
但透明p-n结的制备同时需要光电性能良好的P型和n型透明导电薄膜材料。
H. Kawazoe等人提出的基于结构化学设计的CuM02薄膜系列虽然实现了薄膜的P型掺杂，但存在制备工艺复杂、成本高、对可见光区的透射率低且不稳定及可重复性较差等缺点。
目前研究较多的Zn0薄膜的P型掺杂虽然取得了很大的进展，但其电学性能和化学稳定性仍不理想，离实际应用还有一定距离。
Sn02薄膜是最早使用也是非常重要的一种透明导电材料，同时Sn02具有光电性能优良、稳定性高、耐化学腐蚀性强等优点。
如果能制备出光电性能良好的P型Sn02，将对透明电子器件的制备具有重要的意义。
用第一原理方法研究本征缺陷及掺杂元素对SnO2电子结构及电学性能的影响。
计算结果表明氧空位缺陷是本征SnO2呈n型导电的主要原因，它将对SnO2的P型掺杂产生不利的补偿效果。
在A1, Ga及In这三种杂质中，In在SnO2中能够形成最浅的受主能级，产生最高的空穴浓度。
高含量的替代In在SnO2中将诱发较大的晶格畸变，这将降低掺铟SnO2薄膜的空穴迁移率;实验目的企图通过利用铟离子比锡离子半径大，铝离子比锡离子半径小的关系，使导电薄膜的晶格畸变减小，计算结果证明在SnO2中铟铝共掺能够克服掺铟在SnO2中诱发的晶格畸变并提高空穴迁移率，最终提高P型SnO2的导电透明导电氧化物薄膜以其接近金属的导电率、可见光范围内的高透射率、红外波段的高反射率以及其半导体特性，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（sls）异质结等领域。
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。
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P型透明导电SnO2薄膜的研究进展倪佳苗 赵修建3 郑小林 赵 江(武汉理工大学硅酸盐材料工程中心教育部重点实验室 武汉 430070)Latest Progress of P2Type SnO2Transparent Conducting Oxide FilmsNi Jiamiao,Zhao X iujian3,Zheng X iaolin,Zhao Jiang(K ey Laboratory o f Silicate Materials Science and EngineeringMinistry o f Education,Wuhan Univer sity o f Technology,Wuhan430070,China) Abstract The latest advance of p2type SnO2transparent conducting oxide thin films,as one of the wide2band semi2 conductor materials,was reviewed in a thought prov oking way.The strengths and weaknesses of a variety of p2type SnO2 film growth techniques,such as spray pyrolysis,magnetron sputtering,and s ol2gel based chemical route,were tentatively analyzed.Discussion als o focused on fabrication of hom ogeneous p2n junctions by doping of im purities,and its possible ap2 plications.The p2type SnO2film with the highest conductivity of51952Ω-1cm-1has been success fully grown.The high quality p2n junctions made of indium tin oxide(IT O)films with g ood nonlinear current v oltage characteristics were als o reported. K eyw ords SnO2film,P2type transparent conducting film,Review,T ransparent Oxide 摘要 SnO2薄膜是一种应用广泛的宽禁带半导体材料。
近几年来,随着对SnO2的光电性质及其在光电器件方面应用的开发研究,SnO2薄膜成为研究热点之一。
制备掺杂的p型SnO2是形成同质p-n结以及实现其实际应用的重要途径。
近年来,国内外在p型SnO2薄膜研究方面取得了较大的进展。
目前报道的p型SnO2薄膜的最高电导率为51952Ω-1cm-1。
并且得到了具有较好非线性伏安特性的铟锡氧化物的透明p-n结。
本文就其最新进展进行了综述。
关键词 SnO2薄膜 P型透明导电膜 综述 透明氧化物中图分类号:O472,T N304 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.167227126.2009.05.15 宽禁带半导体材料是目前半导体材料研究领域的热点之一。
SnO2是一种对可见光透明宽带隙氧化物半导体,禁带宽度E g=316-410eV[1]。
SnO2薄膜由于具有可见光透光性好、紫外吸收系数大、电阻率低、化学性能稳定以及室温下抗酸碱能力强等优点,已被广泛地应用在太阳能电池、电热材料、透明电极材料以及气敏材料等方面。
另外,与G aN和ZnO比较,SnO2具有更大的激子束缚能(SnO2: 130meV[2],ZnO:60meV[3],G aN:21meV[4])。
因此,作为室温下发光材料,SnO2具有更大的潜力[5-6]。
迄今为止,投入实际应用的透明导电膜SnO2都是n型半导体薄膜。
在微电子和光电子器件以及电路的应用中,它只能作为无源器件,因而限制了透明导电膜的应用。
如果能制备出p型的透明导电膜,则可以拓宽它的应用领域。
它将从无源器件,拓展到有源器件。
例如可以制作透明p2n结有源器件,甚至可使整个电路实现透明化。
但是,由于存在诸多的本征施主缺陷如空位氧和间隙锡,对受主产生高度自补偿作用,SnO2为本征n型半导体,难以实现p型转变。
薄膜p型掺杂的实现是SnO2基光电器件的关键技术,也一直是研究中的主要课题,目前已取得重大进展,本文结合国内外的研究成果,探讨p型SnO2薄膜的制备和掺杂技术的研究进展及其存在的关键问题。
收稿日期:2008211206基金项目:教育部长江学者与创新团队发展计划项目(N o.IRT0547) 3联系人:;E2mail:opluse@ 135第29卷 第5期2009年9、10月 真 空 科 学 与 技 术 学 报CHI NESE JOURNA L OF VAC UUM SCIE NCE AND TECH NO LOGY1 P 型SnO 2薄膜的制备方法SnO 2薄膜的制备方法很多,如溶胶-凝胶法(S ol -gel )[7-8]、脉冲激光沉积(P LD )[9]、化学气相沉积(MOC VD )[10-11]、磁控溅射法(MS )[12-14]、喷雾热分解(S pray Pyrolysis )[15]等等。
但能有效进行p 型SnO 2掺杂的技术并不多,目前也仅有溶胶-凝胶法,磁控溅射法,喷雾热解法等。
111 喷雾热分解法图1 喷雾热分解法示意图[16-17]Fig 11 The schematic diagram of spray pyrolysis喷雾热分解法就是通过将金属盐溶液雾化后喷入高温区,使金属盐在高温下分解形成薄膜。
图1为喷雾热分解法示意图。
在制备SnO 2薄膜时,原料一般是溶解在醇类中的氯化锡。
此法非常易于实现掺杂,通过在氯盐中掺杂Al 、Li 、In 等,可以获得电学性质优异的薄膜,还可以制备出具有纳米结构、性能优异的薄膜。
喷雾热分解法由于在常压下进行,可以减少真空环境下生长的SnO 2薄膜中的氧空位,从而弱化施主补偿作用,有利于p 型掺杂。
虽然此法的设备与工艺简单,但也可以生长出与其他方法可比拟的优良的SnO 2薄膜,且易于实现掺杂,是一种非常经济的薄膜制备方法,有望实现工业化生产。
2004年,Mehdi 等[16]首次采用喷雾热分解方法成功地在玻璃基片上沉积掺杂Li 的二氧化锡p 型透明导电薄膜。
Li 掺杂二氧化锡薄膜的空穴载流子浓度高达1110×1018cm -3。
2006年,浙江大学季振国等[17]采用喷雾热分解法制备p 型掺杂In 的SnO 2薄膜。
实验结果:薄膜的导电类型取决于热处理的温度和In/Sn 比例。
在In/Sn 比为011和012,以及热处理温度T ≥600℃时,薄膜为p 型;而T <600℃时,薄膜为n 型。
在同一温度(T =700℃)薄膜,在In/Sn >012时,薄膜是n 型;在In/Sn <012时,薄膜是p 型。
薄膜在In/Sn ≤013时是金红石结构;而薄膜In/Sn =014时,可以看到In 2O 3峰。
112 磁控溅射法磁控溅射法是目前研究最多、最成熟的薄膜制备方法。
溅射是利用高能粒子轰击靶材,使靶材原子或分子被溅射出来并沉积到衬底表面的一种工艺,主要分为直流磁控溅射和射频磁控溅射。
利用该方法制备透明氧化物半导体薄膜时,溅射气体一般为氩气,反应气体为氧气,而靶材主要有三种形式:金属氧化物陶瓷靶;透明氧化物中所含金属的合金靶,还可以是高纯金属靶。
实际溅射沉积膜中,靶的选择要根据设备和工艺来确定。
另外如要对样品进行掺杂,杂质可以是均匀混合在靶中溅射,还可利用多靶共溅射法掺入杂质。
而杂质一般可以是金属或者氧化物。
溅射沉积薄膜时,其电源可以是射频或直流,一般衬底温度为200℃～500℃。
沉积的薄膜可能是非晶或多晶薄膜。
薄膜的晶化程度与衬底类型有关,一般在非晶玻璃衬底上得到的多为非晶膜,在单晶衬底上多为多晶薄膜[18]。
经过在空气或者氧气氛围中退火,可促进薄膜晶化,增加空穴浓度,增强导电性能。
陈琛等[19]首先采用磁控溅射方法利用InSn 合金(In/Sn =012)在石英玻璃基片上制备P 型透明导电锡铟氧化物(TI O )薄膜。
实验发现600℃为最佳氧化温度,空穴浓度高达9161×1018cm -3。
实验还表明所有的TI O 薄膜为多晶且具有正斜方晶结构,并且薄膜是由均匀分布的微米颗粒组成。
113 溶液法溶液法,又称湿化学法。
它是以s ol 2gel 法为基础,采用浸涂的方法沉积薄膜。
通过浸涂的次数可控制薄膜的厚度。
将薄膜进行后期处理,可提高薄膜纯度。
溶胶-凝胶法制备薄膜的基本原理是:将金属醇盐或无机盐作为前驱体,溶于溶剂(水或有机溶剂)中形成均匀的溶液,溶质与溶剂产生水解或醇解反应,反应生成物聚集成几个纳米左右的粒子并形成溶胶,再以溶胶为原料通过浸渍法或旋涂法在衬底上形成胶膜,溶胶膜经凝胶化及干燥处理后得到干凝胶膜,最后在一定的温度下烧结即得到所需的晶态或非晶态膜。
p 型SnO 2导电薄膜的制备主要是可溶性无机盐或有机盐在稳定剂盐酸作用下溶解于无水乙二醇等有机溶剂中而形成溶胶。
例如:2003年,浙江大学季振国课题组,何振杰等[20]首先选择二水二氯化锡(SnC12・2H 2O )作为锡源,四水三氯化铟(InC13・4H 2O )235真 空 科 学 与 技 术 学 报第29卷作为掺杂剂,无水乙醇,盐酸作为稳定剂。
将一定比例的前驱体溶解于无水乙醇中,再加入一定量的盐酸稳定剂,在600℃水浴加热,经2h 的充分搅拌后,最后形成透明均质溶液。
然后采用浸渍法,在石英玻璃基片上沉积薄膜,再经450℃-600℃温度下热处理2h ,最后得到SnO 2∶In 透明p 型导电薄膜。
525℃为最佳处理温度,空穴浓度高达1018cm -3。
所有的薄膜经热处理后可见光的透过率高达90%,光学带隙为318eV 。
2006年,Ahmed 和K han 等[21]采用溶胶-凝胶法在玻璃和单晶硅衬底上沉积掺杂不同比例的铝含量SnO 2薄膜。
当Al 的浓度小于12105%,薄膜为n 型导电;当Al 的浓度大于12105%,薄膜为p 型导电。
薄膜在可见光范围内有80%的透过率,透过率随着Al 浓度增加而增加。
2 p 型SnO 2薄膜的性能SnO 2(T in oxide ,简称T O )膜的特点是膜强度好,具有优良的化学稳定性[22-23]。