溶胶凝胶法制备非晶IZO透明导电薄膜及紫外激光辐照对其电学性质影响

发布时间：2017-08-14 20:07

  本文关键词：溶胶凝胶法制备非晶IZO透明导电薄膜及紫外激光辐照对其电学性质影响

  更多相关文章： 透明导电薄膜 溶胶凝胶法 非晶IZO薄膜 激光辐照

【摘要】：以ITO为代表的透明导电薄膜以其较高的导电性和可见光透过性,在太阳能电池、平板显示器、LED等器件中扮演着十分重要的角色。随着科学技术的不断发展,人们对柔性光电器件的需求越来越强烈。为了适应柔性光电器件的要求,各种新型透明导电材料,如金属纳米线网络、石墨烯、非晶氧化物半导体等,受到越来越多的关注。非晶的氧化物半导体材料,例如铟锌氧(IZO)、铟镓锌氧(IGZO)、铟锡锌氧(ITZO)等可以很好满足柔性的要求,同时拥有与多晶氧化物材料相近的良好光电特性,因此成为柔性透明导电材料的研究热点之一。可是,相比于传统氧化物半导体材料而言,人们针对非晶氧化物半导体材料的理论和实验的研究相对比较落后。所以,本文针对非晶IZO材料的制备方法以及其光学、电学性质进行了研究。主要内容如下:(1)采用溶胶凝胶法(sol-gel)通过调节不同In与Zn的摩尔比例、不同热处理退火温度,优化非晶IZO薄膜的生长条件。结果发现,当In与Zn比例为50:50,退火温度为500℃时,由于ZnO与In2O3晶格结构的不匹配,形成了非晶合金结构的IZO薄膜,并且在此制备条件下薄膜具有良好的光电性质,其可见光透过率为92%,电阻率为2.5×10-2Ω·cm。(2)采用深紫外激光对溶胶凝胶法制备的非晶IZO薄膜进行辐照处理,结果发现,对于不同退火温度下得到的非晶IZO薄膜,紫外激光辐照对其电学性质提升的机理不同:当退火温度低于500oC时,非晶IZO薄膜中会残留大量的有机物,而激光辐照紫外激光可以有效去除了残留的有机物,提高非晶薄膜的载流子浓度和迁移率,降低薄膜的电阻率;当退火温度高于500oC时,非晶薄膜中的大部分有机成分已被有效除去,但经过激光辐照后其电阻率仍然下降一个量级。分析其原因是紫外激光能够有效降低薄膜中的吸附氧浓度,减少了吸附氧对载流子的俘获和散射作用,提高了薄膜的载流子浓度以及迁移率,从而使得薄膜的电学性质得到了提升。综上所述,溶胶凝胶法结合紫外激光辐照技术能够有效降低传统溶胶凝胶法制备透明导电薄膜的退火处理温度。本文的研究对于实现传统溶胶凝胶法低温制备透明导电薄膜有借鉴意义。
【关键词】：透明导电薄膜 溶胶凝胶法 非晶IZO薄膜 激光辐照
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O484
【目录】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 透明导电薄膜研究现状9-13
• 1.2 IZO薄膜的制备方法13
• 1.2.1 脉冲激光沉积法（PLD）13
• 1.2.2 分子束外延法（MBE）13
• 1.2.3 磁控溅射法（magnetron sputtering）13
• 1.2.4 溶胶凝胶法（sol-gel）13
• 1.2.5 其他技术13
• 1.3 本论文的选题依据与创新点13-16
• 第二章 溶胶凝胶法（sol-gel）以及实验测试介绍16-25
• 2.1 Sol-gel法介绍16-18
• 2.1.1 Sol-gel法的发展历程16
• 2.1.2 Sol-gel法的优势和劣势16-17
• 2.1.3 Sol-gel法的原理17
• 2.1.4 Sol-gel法的涂覆方法17-18
• 2.2 本论文采用的溶胶凝胶法18-19
• 2.3 本论文实验测试手段及原理19-25
• 2.3.1 X-射线衍射19-20
• 2.3.2 扫描电子显微镜20-21
• 2.3.3 霍尔效应测试21-22
• 2.3.4 紫外-可见光吸收光谱22-23
• 2.3.5 傅立叶-红外吸收光谱23-25
• 第三章 溶胶凝胶法制备非晶IZO薄膜工艺条件优化25-33
• 3.1 样品的制备25-26
• 3.1.1 IZO前驱溶胶的制备25
• 3.1.2 IZO薄膜的制备25-26
• 3.2 不同In、Zn比例的实验结果与分析26-29
• 3.2.1 物相结构分析26-27
• 3.2.2 光学性质分析27-28
• 3.2.3 电学性质分析28-29
• 3.3 不同退火温度的实验结果与分析29-31
• 3.3.1 物相结构分析29-30
• 3.3.2 光学性质分析30-31
• 3.3.3 电学性质分析31
• 3.4 本章小结31-33
• 第四章 深紫外激光辐照对非晶IZO薄膜光电性质的影响33-46
• 4.1 处理过程33
• 4.2 激光辐照前后实验结果分析33-45
• 4.2.1 激光辐照前后物相结构分析33-34
• 4.2.2 激光辐照前后光学性质分析34-35
• 4.2.3 激光辐照前后电学性质分析35-45
• 4.3 本章小结45-46
• 第五章 结论46-47
• 参考文献47-51
• 致谢51-52
• 在学期间公开发表论文及著作情况52

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈艳,晓晨;全固体化紫外激光技术[J];激光与光电子学进展;2000年05期

2 金友;产生5W连续波深紫外激光的非线性晶体[J];光机电信息;2004年07期

3 俞君;曾智江;朱三根;龚海梅;;紫外激光在微细加工技术中的优势研究[J];红外;2008年06期

4 白帆;戴玉堂;徐刚;崔建磊;;基于157nm深紫外激光的蓝宝石基片微加工[J];激光技术;2010年05期

5 韩微微;杨松涛;高爱梅;;紫外激光在精细加工中的应用研究[J];电子工业专用设备;2011年03期

6 刘晨星;张大勇;;紫外激光与半导体相互作用研究进展综述[J];光电技术应用;2012年02期

7 张抚安;;紫外激光扫描描画装置[J];激光与光电子学进展;1984年10期

8 宗兰;;高能紫外激光[J];激光与红外;1972年09期

9 周寿桓;;0.3547μm 紫外激光产生[J];激光与红外;1985年10期

10 马树森,善新新,姚永邦,秦玉英,蔡连新,王广昌;石墨加氢气在紫外激光作用下碳氢化合物的产生[J];中国激光;1986年09期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 杨峰;王志敏;张申金;彭钦军;崔大复;许祖彦;;高重复频率皮秒全固态177.3nm深紫外激光研究[A];第八届全国光学前沿问题讨论会论文集[C];2009年

2 宗小军;陈继民;孙大庆;;水膜层辅助紫外激光切割铜箔片的实验研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年

3 阳建华;陈继民;左铁钏;;高功率紫外激光精密切割[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年

4 胡建平;唐明;张问辉;段利华;胡江川;马平;许乔;;355nm紫外激光损伤阈值自动测量装置及实验[A];第十届全国光学测试学术讨论会论文（摘要集）[C];2004年

5 邓涛;罗杰;谢峻林;韩庆荣;;紫外激光传输用光纤的研制[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集（1）[C];2007年

6 梁少华;周翔;屠天民;邢志奇;楼祺洪;;紫外激光处理后涤纶织物结构和染色性能的研究[A];2003“中大洁润丝杯”全国中青年染整工作者论坛论文集[C];2003年

7 陈继民;阳建华;张帅;左铁钏;;紫外激光微烧结金属粉制造微型金属零件的研究[A];中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集（一）[C];2005年

8 阳建华;陈继民;张帅;;薄铜板的高功率紫外激光微切割[A];2005年中国机械工程学会年会论文集[C];2005年

9 李文洪;蒋小华;郑志坚;江少恩;刘永刚;陈铭;李朝光;;紫外激光探针全息干涉系统[A];中国工程物理研究院科技年报（2000）[C];2000年

10 阳建华;陈继民;张帅;;薄铜板的高功率紫外激光微切割[A];2005年中国机械工程学会年会第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 本报记者 齐芳;一块“玻璃”的自主创新之路[N];光明日报;2012年

2 记者 毛黎 常丽君;美造出67阿秒迄今最短极紫外激光脉冲[N];科技日报;2012年

3 本报记者 喻思娈;我国为全球唯一实用化制造者[N];人民日报;2013年

4 本报记者 赵亚辉;突破激光波长之“墙”[N];人民日报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 张菲;电子材料紫外激光微加工技术与机理研究[D];华中科技大学;2012年

2 毛邦宁;纵向高频脉冲放电Ne-CuBr紫外激光的研究[D];浙江大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 屠志鹏;紫外激光切片成像实验研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

2 王泽宇;全固态355nm紫外激光技术研究[D];北京工业大学;2016年

3 边晓微;超短激光加工蓝宝石研究[D];北京工业大学;2016年

4 夏鹏;溶胶凝胶法制备非晶IZO透明导电薄膜及紫外激光辐照对其电学性质影响[D];东北师范大学;2016年

5 宋悠全;紫外激光抛光蓝宝石晶体过程研究[D];广东工业大学;2011年

6 张婷婷;紫外激光指纹识别系统研究[D];长春理工大学;2008年

7 黄欢;高亮度LED晶圆紫外激光划片技术研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

8 秦雷;紫外激光微细加工实验研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

9 缪岳洋;基于紫外激光瑞利散射大气密度测量的研究[D];天津大学;2012年

10 杨雄;单晶硅紫外激光微加工工艺研究[D];华中科技大学;2011年

，

本文编号：674449