基于二氧化钛的三明治结构透明导电薄膜的研究

发布时间：2017-11-12 06:23

  本文关键词：基于二氧化钛的三明治结构透明导电薄膜的研究

  更多相关文章： 透明导电薄膜 二氧化钛 银 磁控溅射 溅射速率 氧分压

【摘要】：本文利用室温磁控溅射技术制备了性能优良的TiO_2/Ag/TiO_2(TAT)多层透明导电薄膜,对TAT导电薄膜用作光电探测器透明电极的可行性进行了探索,同时,也初步尝试了TiO_2/AgO_x/TiO_2(TAOT)透明导电薄膜的制备,并对制备出的TAOT薄膜的光电性能进行了分析。主要内容包括：(1)分别采用射频和直流磁控溅射技术制备了Ti02和Ag薄膜,研究了溅射功率和压强对于Ti02和Ag生长速度的影响。测试结果表明,在气压大于0.4Pa的情况下,Ti02和Ag的生长速率随着气压的降低而增加,后续的实验也在0.4Pa的气压条件下进行。在射频功率低于200W的情况下,Ti02的生长速率很低,可以忽略不计,只有在射频功率高于200W的情况下,Ti02才具备一定的生长速度；随着功率的提升,Ti02和Ag的生长速度也有相应提升。(2)利用室温磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了TiO_2/Ag/TiO_2(TAT)多层透明导电薄膜,研究了不同的Ag生长电流和不同的Ag厚度对于TAT薄膜的性能(导电性和透光性)的影响。实验中发现,随着Ag生长电流的提升,Ag沉积速率相应提升,中间层的连续性也随之提升,从而使TAT透明薄膜的方块电(?)降、透过率提升。当Ag溅射电流为0.48A时,TAT薄膜的性能最优。因此在玻璃衬底上生长不同Ag厚度的TAT透明薄膜时,Ag溅射电流控制在0.48A。当Ag厚度在10nnm时,TAT薄膜的400-800nnm平均透过率最高；Ag厚度16nm,薄膜的FOM值最高,达到15.97×10-2Ω-1。(3)使用TAT薄膜作为透明电极制备光电探测器,并与使用商业购买的ITO电极根据相同的制备条件制备光电探测器,并进行性能对比。实验发现使用TAT制备的光电探测器其性能与基于ITO的光电探测器性能相当,从而初步验证了TAT透明电极的应用潜力。(4)在TAT透明导电薄膜的制备过程中,通过对Ag中间层溅射气氛进行调整,添加一定比例的氧气,从而对TAT透明导电薄膜的Ag中间层进行一定程度的氧化,制备了TiO_2/AgO_x/TiO_2(TAOT)透明电极,并将其与TAT透明导电薄膜进行对比,研究Ag中间层氧化对于TAT/TAOT透明导电薄膜光电性能的影响。我们发现,对于TAOT薄膜而言,在0-20%的氧分压范围内,采用0.48A溅射电流所制备的TAOT薄膜透光性和导电性均优于采用0.32A和0.16A电流及相同氧分压下制备的电极,进一步验证了加大中间层溅射电流对于三明治结构透明电极的改善作用；另外,氧分压在2.5-40%范围内,制备的TAOT薄膜的光电性能均劣于纯氩条件下制备的TAT薄膜,而且随着氧分压的提升,导电性能和透光性能均有下降。我们发现,对Ag中间层进行氧化使中间层连续性受到破坏,加上AgO_x材料本身导电性较差,最终导致了TAOT透明导电薄膜光电性能的明显下降。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.2

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本文编号：1174704