组分可控的AZO薄膜生长及光学特性研究
发布时间：2021-06-21 07:29
掺铝氧化锌（AZO）作为一种重要的透明氧化物导电薄膜,被应用在各个领域当中。AZO价格低廉、制备简单,且光电性质优异,可见光区平均透射率达80%,这些优点使得AZO受到了研究人员的广泛关注。在表面等离子体领域,AZO成为替代传统金属表面等离子体材料的重要选择,金属表面等离子体材料实现波长集中在可见-紫外区域,而AZO的载流子浓度可达1018-1020cm-3,在红外波段可实现表面等离子体,拓宽了表面等离子体的波长范围,并因掺杂特性具有良好的可调谐能力,成为研究红外表面等离子体增强的重要材料。本文使用原子层沉积（ALD）技术在不同条件下生长了AZO薄膜,并对薄膜进行不同条件的退火处理。使用XRD、AFM、椭圆偏振光谱仪等表征手段对AZO薄膜进行晶体信息、表面形貌以及光电性质表征。讨论了不同生长参数对AZO薄膜光学和表面等离子体性质的影响,以及退火对AZO薄膜光电性质的影响。为后续工作提供基础。本论文的研究内容主要包括以下部分:（1）研究生长条件对于AZO薄膜性质的影响。随着Al组分的增大,载流子浓度与迁移率先增大后减小,其...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ZnO的六方纤锌矿结构球棍模型
图 1.1 ZnO 的六方纤锌矿结构球棍模型ZO 的电学性质 ZnO 禁带宽度为 3.37eV，电阻率很高，导电性差，本征 ZnO 的能示。在 ZnO 中掺入 Al 原子后，由于 Al 原子的原子半径(r=0.057nm子半径(r=0.083nm)，Al 原子可以很轻易的成为替位质点从而占据 易成为晶体中的间隙质点。铝掺杂氧化锌中的导电电子主要来自于 原子的替位以及 O 空位提供的自由电子。当掺杂浓度在一定范围内 AZO 载流子浓度提高，这是由于大量的施主杂质提供了大量自由度继续提高，由于引入过多杂质从而产生大量杂质散射，致使载流。
保护器件不被破坏。AZO 具有优异的光学、可见光区高透过率等，使其成为光学器件良好的选择。制备方法备方法多种多样，其中包括分子束外延(MBE)、金属有机)、溶胶-凝胶法、原子层沉积(ALD)等许多方式：外延(MBE)的发展，人们对于材料性质的要求越来越高，分子束外延，掺杂浓度等优点，广泛应用于实验研究领域。分子束外、等离子体轰击或其他方式将束源炉中的原材料分解成分的分子或原子，以分子束或原子束的方式输运到加热的衬其结构图示于图 1.3。2015 年 Kim[10]等人使用 MBE 在玻研究了薄膜的晶体信息，表面形貌以及光电特性等，并将池上，使太阳能电池提高了转换效率。但 MBE 的缺点也护费用高，不宜大批量生产，生长时间长等。
【参考文献】：
期刊论文
[1]原子层沉积技术在微纳器件中的应用研究进展[J]. 李惠琴,陈晓勇,王成,穆继亮,许卓,杨杰,丑修建,薛晨阳,刘俊. 表面技术. 2015(02)
[2]电沉积掺铝氧化锌纳米柱的光学带隙蓝移与斯托克斯位移[J]. 汤洋,陈颉. 发光学报. 2014(10)
[3]Fiber-optic surface plasmon resonance-based sensor with AZO/Au bilayered sensing layer[J]. 蔡五湖,林坤成,杨肃铭,曹育嘉,何秉璟. Chinese Optics Letters. 2014(04)
硕士论文
[1]铝掺杂ZnO薄膜结构与光学特性的研究[D]. 孙方华.曲阜师范大学 2008
[2]Al掺杂ZnO薄膜的制备与光电性质研究[D]. 李丽.重庆大学 2006
本文编号：3240262
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ZnO的六方纤锌矿结构球棍模型
图 1.1 ZnO 的六方纤锌矿结构球棍模型ZO 的电学性质 ZnO 禁带宽度为 3.37eV，电阻率很高，导电性差，本征 ZnO 的能示。在 ZnO 中掺入 Al 原子后，由于 Al 原子的原子半径(r=0.057nm子半径(r=0.083nm)，Al 原子可以很轻易的成为替位质点从而占据 易成为晶体中的间隙质点。铝掺杂氧化锌中的导电电子主要来自于 原子的替位以及 O 空位提供的自由电子。当掺杂浓度在一定范围内 AZO 载流子浓度提高，这是由于大量的施主杂质提供了大量自由度继续提高，由于引入过多杂质从而产生大量杂质散射，致使载流。
保护器件不被破坏。AZO 具有优异的光学、可见光区高透过率等，使其成为光学器件良好的选择。制备方法备方法多种多样，其中包括分子束外延(MBE)、金属有机)、溶胶-凝胶法、原子层沉积(ALD)等许多方式：外延(MBE)的发展，人们对于材料性质的要求越来越高，分子束外延，掺杂浓度等优点，广泛应用于实验研究领域。分子束外、等离子体轰击或其他方式将束源炉中的原材料分解成分的分子或原子，以分子束或原子束的方式输运到加热的衬其结构图示于图 1.3。2015 年 Kim[10]等人使用 MBE 在玻研究了薄膜的晶体信息，表面形貌以及光电特性等，并将池上，使太阳能电池提高了转换效率。但 MBE 的缺点也护费用高，不宜大批量生产，生长时间长等。
【参考文献】：
期刊论文
[1]原子层沉积技术在微纳器件中的应用研究进展[J]. 李惠琴,陈晓勇,王成,穆继亮,许卓,杨杰,丑修建,薛晨阳,刘俊. 表面技术. 2015(02)
[2]电沉积掺铝氧化锌纳米柱的光学带隙蓝移与斯托克斯位移[J]. 汤洋,陈颉. 发光学报. 2014(10)
[3]Fiber-optic surface plasmon resonance-based sensor with AZO/Au bilayered sensing layer[J]. 蔡五湖,林坤成,杨肃铭,曹育嘉,何秉璟. Chinese Optics Letters. 2014(04)
硕士论文
[1]铝掺杂ZnO薄膜结构与光学特性的研究[D]. 孙方华.曲阜师范大学 2008
[2]Al掺杂ZnO薄膜的制备与光电性质研究[D]. 李丽.重庆大学 2006
本文编号：3240262
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