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磁控溅射功率对Ti掺杂ZnO薄膜结构和光电性能的影响

2016-12-14黄美东张建鹏杨明敏

天津师范大学学报(自然科学版) 2016年5期

李 园,黄美东,张建鹏,杨明敏,高 倩

(天津师范大学 物理与材料科学学院,天津 300387)

磁控溅射功率对Ti掺杂ZnO薄膜结构和光电性能的影响

李 园,黄美东,张建鹏,杨明敏,高 倩

(天津师范大学 物理与材料科学学院,天津 300387)

为了深入研究Ti掺杂ZnO薄膜的光电性能,采用射频磁控溅射技术在硅和玻璃基底上沉积Ti掺杂ZnO(TZO)薄膜.分别利用表面轮廓仪、X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、UV-3600分光光度计和HMS-2000霍尔效应测试系统等表征手段分析溅射功率对TZO薄膜微观结构及光电性能的影响.结果表明:溅射功率对薄膜样品沉积速率的影响呈现先升后降的趋势,对电阻率的影响正好相反.当溅射功率为100W时,薄膜的沉积速率最大,为7.96nm/min,此时电阻率为最小的1.02×10-3Ω·cm;所有TZO薄膜在可见光波段的平均透过率均高于80%,为透明导电薄膜.Ti掺杂后的ZnO薄膜仍为六角纤锌矿结构,具有良好的c轴择优取向,溅射功率为100W时其微观结构均匀、平整、致密,表面形貌最好.

射频磁控溅射;溅射功率;Ti掺杂TZO薄膜(TZO);光电性能

由于具有在可见光波段透过率高、电阻率低等特点,透明导电薄膜(TCO)在平板显示、太阳能电池等相关领域具有广阔的发展空间.现有的TCO薄膜依其组分不同可分为金属薄膜、透明导电氧化物薄膜和化合物薄膜,其中以透明导电氧化物占主导.ZnO薄膜就是一种重要的透明导电氧化物薄膜[1].研究人员发现以ZnO为代表的半导体材料在高温条件下依然可以表现出优良的性能,并且以此材料为基础成功研制了……

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