超聲霧化熱解法制備摻雜型SnO2薄膜及其性能研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體行業(yè)的出現(xiàn)和發(fā)展，SnO2薄膜良好的光電性能受到人們的廣泛關(guān)注，并逐漸形成以SnO2薄膜為基礎(chǔ)的發(fā)光器件、大面積顯示器、太陽(yáng)能電極、Low-E節(jié)能建筑玻璃、氣敏傳感器、離子交換劑等先進(jìn)材料工業(yè)。針對(duì)傳統(tǒng)二氧化錫薄膜無(wú)法兼顧光學(xué)透過(guò)性能和電學(xué)導(dǎo)電性能之間的矛盾，本文以SnO2薄膜為主要研究對(duì)象，通過(guò)控制元素?fù)诫s和制備工藝，成功制備出具有良好光譜透過(guò)性能和電學(xué)性能的二氧化錫薄膜。
　　 本課題采用超聲霧化熱解法，在石英基板

2、上成功制備出一元摻雜(Sb/SnO2、Ni/SnO2、Zn/SnO2)和二元摻雜[(Sb∶Ni)/SnO2]二氧化錫薄膜，并對(duì)超聲霧化熱解法的鍍膜工藝進(jìn)行優(yōu)化。采用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡觀察薄膜的結(jié)構(gòu)、金相和表面形貌，使用紫外—可見光分光度計(jì)表征薄膜的光學(xué)透過(guò)性能，采用四探針測(cè)試儀表征薄膜的電學(xué)導(dǎo)電性等，探討摻雜成分、摻雜量和鍍膜工藝對(duì)薄膜光電性能的影響，研究分析了二元重?fù)诫s下薄膜具備高紫外透過(guò)率的機(jī)理。
　　 一元摻雜二

3、氧化錫薄膜的研究中，研究了一元摻雜Sb、Ni、Zn對(duì)SnO2薄膜的結(jié)構(gòu)、形貌和光電性能的影響。重點(diǎn)闡述了通過(guò)一元摻雜之后，不同摻雜元素、摻雜量和鍍膜條件下SnO2薄膜在紫外和可見光區(qū)透過(guò)率變化的原因，同時(shí)研究以上條件下薄膜方塊電阻的變化趨勢(shì)。研究發(fā)現(xiàn):采用此方法制備的薄膜呈細(xì)小柱狀晶，3％Ni摻雜時(shí)薄膜的可見光透過(guò)率最高，為88.99％;通過(guò)Sb一元摻雜后，薄膜的方塊電阻隨著鍍膜溫度的升高而增加，隨著摻雜量的增加而增加，隨著鍍膜時(shí)間的延

4、長(zhǎng)而下降。
　　 在一元摻雜SnO2薄膜研究的基礎(chǔ)上，使用Sb、Ni二元摻雜，研究二元摻雜之后，不同Sb、Ni摻雜對(duì)SnO2薄膜的結(jié)構(gòu)、形貌、在可見光區(qū)和紫外區(qū)的透過(guò)率、能帶結(jié)構(gòu)和方塊電阻等的影響，提出了兩種不同半導(dǎo)體類型同時(shí)摻雜后產(chǎn)生的復(fù)合效應(yīng)對(duì)SnO2薄膜光電性能的提升上的作用，并對(duì)二元摻雜后薄膜具備高紫外透過(guò)率提出相應(yīng)的理論解釋。研究發(fā)現(xiàn):薄膜在二元摻雜后晶粒變小，呈納米級(jí)柱狀晶結(jié)構(gòu)，排列比一元摻雜時(shí)更加致密;二元摻雜Sn