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磁控溅射中靶-基底距离与Si共掺对ZnO:Al薄膜性质的影响
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O649[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]上海市分子催化和功能材料重点实验室,表面物理实验室和物理系,复旦大学,上海200433, [2]化学系和激光化学研究所,复旦大学,上海200433
  • 相关基金:上海科学技术委员会(08DZ2270500,09JC1401300),国家自然科学基金(20773031),国家重点基础研究发展规划(973)(2007CB209702),国家高技术研究发展计J~0(863)f2007AA032322)资助项目
中文摘要:

使用射频磁控溅射,在正方形石英衬底上沉积透明导电掺Al的ZnO(AZO)和Si共掺AZO(AZO:Si)薄膜.系统研究了靶-基底距离(Dst)和Si共掺对AZO薄膜电学、光学性质的影响.电阻率、载流子浓度和迁移率都强烈地依赖于靶-基底距离,随着靶-基底距离的减少,载流子浓度和迁移率都有显著的增加,电导率也随之提高.在靶-基底距离为4.5cm处,得到最低电阻率4.94×10-4Ω·cm,此时的载流子浓度和迁移率分别是3.75×1020cm-3和33.7cm2·V-1·s-1.X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和边界散射模型被用于分析载流子浓度、迁移率和靶-基底距离的关系.透射谱显示,在可见-近红外范围内所有样品均有大于93%的平均透射率,同时随着靶基距离的减少,吸收边蓝移.AZO:Si表现出可与AZO相比拟的高电导和高透射光学特性,但在热湿环境中却有着更好的电阻稳定性,这在实际使用中很有意义.

英文摘要:

Transparent conductive Al-doped ZnO (AZO) and Si-codoped AZO (AZO:Si) films were deposited on square quartz substrates by radio frequency (RF) magnetron sputtering. The effect of distance between the substrate and target (Dst) and the effect of co-doping Si on the electrical and optical properties of the AZO films were systematically investigated. The resistivity, carrier concentration, and mobility were found to be strongly dependent on the Dst values. With a decrease in Dst, the carrier concentration and mobility increased significantly, which resulted in improved conductivity. The lowest resistivity of 4.94×10-4 Ω·cm was obtained at a Dst of 4.5 cm, and this was associated with a carrier concentration of 3.75×1020 cm-3 and a mobility of 33.7 cm2·V-1·s-1. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD) spectroscopy, and grain boundary scattering models were used to analyze the relationship between the carrier concentration and the mobility at different deposition (Dst) values. Transmittance spectra showed an average transmittance of 93% in the visible-near infrared range for all the samples and a blue shift of the absorption edge with a decrease in Dst. AZO:Si films had high-conductance and high-transmittance optical properties compared with AZO films, and they had better resistivity stability than the AZO films when exposed to a hot and damp atmosphere, which is practically meaningful.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781