郝常山 ,彭晶晶* ,雷 沛,钟艳莉,张 旋,纪建超,霍钟祺

（1.中国航发北京航空材料研究院，北京 100095；2.北京市先进运载系统结构透明件工程技术研究中心，北京 100095）

ZnO 是一种宽禁带、直接带隙的第三代半导体材料，在光电子领域具有广阔的应用前景。通过Al、Ga 或者In 掺杂的ZnO 薄膜具有较低的电阻率和较高的光学透射率，可作为透明电极，用于平板显示器、太阳能电池、电致变色和电加温玻璃[1-3]。通过In/Ga 等共掺杂的ZnO 薄膜，可用于制备薄膜晶体管[4]。此外，ZnO 薄膜还可用于气敏传感器、紫外光探测器等[5-6]。Al 掺杂的ZnO（AZO）薄膜具有透射率高、电阻率低、无毒、材料成本低等优点，被认为是最有前途替代ITO 透明导电薄膜（价格昂贵、有毒）的材料之一。然而，室温制备的AZO 薄膜结晶性差，薄膜内部缺陷多，其光电性能具有较大的优化空间。

退火处理是一种调节和优化薄膜性能的常用方法，文献报道了ZnO 薄膜在不同气氛下（包括N2、O2、真空、Ar 气、氢气等）退火后的性能变化[7-10]。郭德双等[11]研究了空气气氛退火对AZO 薄膜结晶质量和光电性能的影响，发现空气气氛退火改善了AZO 薄膜的结晶质量，还可以调节薄膜的光学禁带宽度发生蓝移或者红移。张文通等[12]研究了氮气气氛退火对ZnO 薄膜晶体管性能的影响，氮气退火后，薄膜晶体管的性能得到明显改善。然而，鲜有报道退火气氛对AZO 薄膜的近红外透射率和光致发光特性的影响。本工作采用磁控溅射的方法制备AZO 薄膜，通过测试退火后AZO 薄膜的光学、微结构以及发光特性，研究空气和氢气气氛退火对AZO 薄膜近红外透射率、光致发光特性和薄膜微结构的影响。……