简论解法超声雾化热解法制备掺杂型SnO_2薄膜及其性能

论文导读：紫外区的透过率、能带结构和方块电阻等的影响,提出了两种不同半导体类型同时掺杂后产生的复合效应对SnO2薄膜光电性能的提高上的意义,并对二元掺杂后薄膜具备高紫外透过率提出相应的论述解释。探讨发现：薄膜在二元掺杂后晶粒变小,呈纳米级柱状晶结构,排列比一元掺杂时更加致密；二元掺杂SnO2薄膜晶格常数增大,出现显著的织构现
摘要：随着半导体行业的出现和进展,SnO2薄膜良好的光电性能受到人们的广泛关注,并逐渐形成从SnO2薄膜为基础的发光器件、大而积显示器、太阳能电极、Low-E节能建筑玻璃、气敏传感器、离子交换剂等先进材料工业。针对传统二氧化锡薄膜无法兼顾光学透过性能和电学导电性能之间的矛盾,本论文从SnO2薄膜为主要探讨对象,通过制约元素掺杂和制备工艺,成功制备出具有良好光谱透过性能和电学性能的二氧化锡薄膜。本课题采取超声雾化热解法,在石英基板上成功制备出一元掺杂(Sb/SnO2、 Ni/SnO2、Zn/SnO2)和二元掺杂[(Sb:Ni)/SnO2]二氧化锡薄膜,并对超声雾化热解法的镀膜工艺进行优化。采取X射线衍射仪、扫描电子显微镜观察薄膜的结构、金相和表面形貌,利用紫外—可见光分光度计表征薄膜的光学透过性能,采取四探针测试仪表征薄膜的电学导电性等,研究掺杂成分、掺杂量和镀膜工艺对薄膜光电性能的影响,探讨分析了二元重掺杂下薄膜具备高紫外透过率的机理。一元掺杂二氧化锡薄膜的探讨中,探讨了一元掺杂Sb、Ni、Zn对Sn02薄膜的结构、形貌和光电性能的影响。重点阐述了通过一元掺杂之后,不同掺杂元素、掺杂量和镀膜条件下SnO2薄膜在紫外和可见光区透过率变化的理由,同时探讨从上条件下薄膜方块电阻的变化走势。探讨发现：采取此办法制备的薄膜呈细小柱状晶,3%Ni掺杂时薄膜的可见光透过率最高,为88.99%；通过Sb一元掺杂后,薄膜的方块电阻随着镀膜温度的升高而增多,随着掺杂量的增多而增多,随着镀膜时间的延长而下降。在一元掺杂SnO2薄膜探讨的基础上,利用Sb、Ni二元掺杂,探讨二元掺杂之后,不同Sb、Ni掺杂对SnO2薄膜的结构、形貌、在可见光区和紫外区的透过率、能带结构和方块电阻等的影响,提出了两种不同半导体类型同时掺杂后产生的复合效应对SnO2薄膜光电性能的提高上的意义,并对二元掺杂后薄膜具备高紫外透过率提出相应的论述解释。探讨发现：薄膜在二元掺杂后晶粒变小,呈纳米级柱状晶结构,排列比一元掺杂时更加致密；二元掺杂SnO2薄膜晶格常数增大,出现显著的织构现象,(200)晶面为优势生长面；二元掺杂之后,在复合掺杂补偿机制的意义下,Sn02薄膜不但具有良好的紫外透过率(其中在浅紫外区(300nm—380nm)出现一个高紫外透过“平台”：1%Sb-x%Ni掺杂时,紫外透过率达65%),同时薄膜具有良好的电学性能。关键词：超声雾化热解法论文SnO_2薄膜论文复合掺杂论文透过率论文方块电阻论文
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Abstract6-12
第1章 绪论12-28

1.1 引言12

1.2 SnO_2材料的基本性质12-17

1.2.1 SnO_2的晶体结构12-13

1.2.2 SnO_2的光学性质13-14

1.2.3 SnO_2的电学性质14-17

1.3 SnO_2薄膜的制备办法和运用17-23

1.3.1 SnO_2薄膜的制备办法17-20

1.3.2 超声雾化热解法概述极为成膜机理20-22

1.3.3 SnO_2薄膜的运用22-23

1.4 SnO_2薄膜的探讨近况23-24

1.5 课题的提出与主要探讨内容24-28

第2章 一元掺杂SnO_2薄膜的制备与表征28-52

2.1 一元掺杂SnO_2薄膜的制备28-30

2.

1.1 原料与设备28-29

2.

1.2 实验步骤29-30

2.2 一元掺杂SnO_2薄膜的结构与形貌30-34

2.1 物相分析30-31

2.2 表面形貌分析31-34

2.3 膜厚分析34

2.3 热处理对一元掺杂SnO_2薄膜形貌的影响34-36

2.4 一元掺杂SnO_2薄膜的光学性能分析36-47

2.4.1 可见光透过率36-42

2.4.2 紫外透过率42-46

2.4.3 能隙变化46-47

2.5 一元掺杂SnO_2薄膜的电学性能分析47-51

2.5.1 镀膜温度对方块电阻的影响47-49

2.5.2 Sb掺杂量对方块电阻的影响49-50

2.5.3 镀膜时间对方块电阻的影响50-51

2.6 本章小结51-52

第3章 二元掺杂SnO_2薄膜的制备与表征52-论文导读：78-80致谢80上一页12
70

3.1 二元掺杂SnO_2薄膜的制备52-53

3.

1.1 原料与设备52

3.

1.2 实验步骤52-53

3.2 二元掺杂SnO_2薄膜的结构与形貌53-58
3.

2.1 物相分析53-56

3.

2.2 表面形貌分析56-58

3.3 二元掺杂SnO_2薄膜的光学性能分析58-66

3.1 可见光透过率58-61

3.2 紫外透过率61-65

3.3 能隙变化65-66

3.5 二元掺杂SnO_2薄膜电学性能分析66-69

3.6 本章小结69-70

全文总结70-72
参考文献72-78
攻读硕士学位期间发表的论文78-80
致谢80