射频磁控溅射粉末靶制备多层透明导电薄膜的特性

发布时间：2017-10-10 04:29

  本文关键词：射频磁控溅射粉末靶制备多层透明导电薄膜的特性

  更多相关文章： 粉末靶 磁控溅射 柔性衬底 透明导电薄膜 AZO/Ag/AZO

【摘要】：透明导电薄膜(TCO)具有优异的光电性能和广泛的应用前景。传统的TCO薄膜受制于其半导体导电机制,已经不能满足人们日益增长的要求。为了满足人们的需求,需要开发生产成本更低、性能更佳的透明导电薄膜来替代传统的TCO薄膜。近年来具有高电导率和高透光率的TCO/金属/TCO多层结构薄膜成为人们研究的热点。TCO/金属/TCO多层结构薄膜可利用金属层来保证其良好的导电性,用适当厚度的高折射率的电介质膜消减金属层反射来获得高透光率。TCO/金属/TCO薄膜的光电特性优于单层TCO薄膜的光电特性,并且可实现低温沉积到廉价的塑料基板上,使其有望替代TCO薄膜。深入探索TCO/金属/TCO多层膜的制备工艺是有意义的。磁控溅射法是目前制备TCO薄膜最成熟的方法。本实验在室温下采用射频磁控溅射法溅射掺铝氧化锌(AZO)粉末靶和银(Ag)靶,在玻璃、聚酰亚胺(Polyimide,PI)和PI/石墨烯三种不同基体上,制备了单层和多层透明导电薄膜。主要研究了用粉末靶在玻璃、PI和PI/石墨烯三种不同基体上制备多层透明导电薄膜的特性。采用原子力显微镜、X射线衍射仪、紫外可见分光光度计和霍尔效应仪对薄膜进行形貌、结构及光、电性能分析。结果表明:在不同基体上制备的多层膜均为多晶膜,Ag层是具有(111)择优取向的立方结构,AZO层是具有(002)择优取向的六方纤锌矿结构。玻璃基体上制备的AZO/Ag/AZO三层膜颗粒大小均称,表面平整,没有缺陷。通过优化Ag层厚度和AZO层厚度,优化了多层透明导电薄膜的光电性能。Ag层厚度是影响AZO/Ag/AZO三层膜光电性能的主要因素;AZO层厚度对AZO/Ag/AZO三层膜的光学性能影响较大。玻璃/AZO(30nm)/Ag(14nm)/AZO(30nm)薄膜和PI/AZO(30nm)/Ag(14nm)/AZO(30nm)薄膜的透光率在550nm处分别为85%和70%,方块电阻分别为2.6Ω/□和4.6Ω/□。PI/石墨烯/Ag(15nm)/AZO(65nm)薄膜的透光率在550nm处为35%,方块电阻为200Ω/□。在玻璃和PI基体上所制备的AZO/Ag/AZO薄膜具有良好的光电性能,制备工艺具有温度低、成本低的特点。
【关键词】：粉末靶 磁控溅射 柔性衬底 透明导电薄膜 AZO/Ag/AZO
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.2
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1.绪论10-15
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 TCO/金属/TCO多层膜发展过程及特点11-12
• 1.3 PI薄膜和PI/石墨烯薄膜的特点12-13
• 1.4 制备方法与内容13-15
• 2.实验及表征方法15-24
• 2.1 实验15-16
• 2.1.1 实验设备15-16
• 2.1.2 实验材料16
• 2.1.3 薄膜制备16
• 2.2 表征方法16-24
• 2.2.1 原子力显微镜16-18
• 2.2.2 X射线衍射仪18-20
• 2.2.3 台阶仪20-21
• 2.2.4 紫外-可见分光光度计21-22
• 2.2.5 霍尔效应测试仪22-24
• 3.玻璃、PI和PI/石墨烯基体上制备单层薄膜24-31
• 3.1 玻璃、PI和PI/石墨烯上制备单层AZO薄膜24-26
• 3.1.1 玻璃、PI和PI/石墨烯上单层AZO薄膜的光学性能比较24-25
• 3.1.2 玻璃、PI和PI/石墨烯上单层AZO薄膜的电学性能比较25-26
• 3.2 玻璃、PI和PI/石墨烯上制备单层Ag薄膜26-30
• 3.2.1 玻璃、PI和PI/石墨烯上单层Ag薄膜的光学性能比较27-29
• 3.2.2 玻璃、PI和PI/石墨烯上单层Ag薄膜的电学性能比较29-30
• 3.3 小结30-31
• 4.玻璃基体上制备AZO/Ag/AZO三层薄膜31-48
• 4.1 玻璃基体上制备的单层膜与三层膜比较31-35
• 4.1.1 玻璃基体上单层膜与三层膜表面形貌比较31-32
• 4.1.2 玻璃基体上单层膜与三层膜结构比较32-33
• 4.1.3 玻璃基体上单层膜与三层膜光学性能比较33-34
• 4.1.4 玻璃基体上单层膜与三层膜电学性能比较34-35
• 4.2 玻璃基体上中间Ag层厚度对三层膜的影响35-41
• 4.2.1 玻璃基体上中间Ag层厚度变化对三层膜表面形貌影响35-36
• 4.2.2 玻璃基体上中间Ag层厚度变化对三层膜结构影响36-37
• 4.2.3 玻璃基体上中间Ag层厚度变化对三层膜光学性能影响37-38
• 4.2.4 玻璃基体上中间Ag层厚度变化对三层膜电学性能影响38-40
• 4.2.5 玻璃基体上中间Ag层厚度对三层膜影响的综合分析40-41
• 4.3 玻璃基体上两组不同Ag层厚度的三层膜对比41-46
• 4.3.1 玻璃基体上两组不同Ag层厚度三层膜的表面形貌对比41-42
• 4.3.2 玻璃基体上两组不同Ag层厚度三层膜的结构变化比较42-44
• 4.3.3 玻璃基体上两组不同Ag层厚度三层膜的光学性能对比44-45
• 4.3.4 玻璃基体上两组不同Ag层厚度三层膜的电学性能对比45-46
• 4.4 玻璃基体上制备AZO/Ag/AZO三层薄膜的稳定性46-47
• 4.5 小结47-48
• 5.玻璃和PI基体上制备AZO/Ag/AZO薄膜的性能比较48-53
• 5.1 玻璃和PI基体上三层膜表面形貌比较48-49
• 5.2 玻璃和PI基体上三层膜结构比较49-50
• 5.3 玻璃和PI基体上三层膜光学性能比较50-51
• 5.4 玻璃和PI基体上三层膜电学性能比较51-52
• 5.5 小结52-53
• 6. PI/石墨烯/Ag/AZO薄膜的制备53-56
• 7.结论56-58
• 参考文献58-61
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况61-62
• 致谢62-63
• 作者简介63-64

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 吉崎友纪;梁兆权;;透明导电薄膜[J];国外塑料;1988年01期

2 林毅;宋鹂;陈奇;陆剑英;李会平;;有机-无机透明导电薄膜的研究进展[J];材料导报;2005年11期

3 汝淮;;帝人推出新型透明导电薄膜[J];国外塑料;2010年08期

4 ;集成柔性高透明导电薄膜技术[J];电脑与电信;2011年09期

5 胡旭伟;;透明导电薄膜制作技术发展[J];今日印刷;2012年08期

6 刘晓菲;王小平;王丽军;杨灿;王子凤;;透明导电薄膜的研究进展[J];激光与光电子学进展;2012年10期

7 马冀君;李健;耿宏章;王宁;张念一;胡晓燕;;通过喷涂的方法使用单壁碳纳米管制备柔性透明导电薄膜[J];金属功能材料;2013年02期

8 李春鸿;;透明导电薄膜及其应用[J];仪表材料;1979年05期

9 李春鸿;姜克斌;;透明导电薄膜的制备及其组成分析[J];仪表材料;1983年03期

10 王建恩，王运涛，王军，张兵临，何金田，张艳兰;三氧化二铟基透明导电薄膜光、电特性的研究[J];功能材料;1995年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 蔡s，

本文编号：1004360