FZO透明导电薄膜的制备及性质研究.pdf

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cnFZO透明导电薄膜的制备及性质研究**王洋，李黛薇，陈冰心，王翼彬，周祥燕，苏宏，徐铭泽（长春理工大学理学院，吉林长春130022）5摘要：用溶液燃烧法在低温条件下制备了F掺杂ZnO(FZO)透明导电薄。溶液燃烧法兼具溶胶凝胶法和燃烧法的特点，可以在更低的退火温度下生成ZnO。通过该方法制备的FZO薄膜表面均匀平滑、无裂痕，光透过性良好，在可见光范围的透过性达到85%以上，样品的结晶性良好，结晶性与温度成正比。在250℃退火条件下制备的薄膜电阻率最低，值

2、为36.87Ω/cm。溶液燃烧法可以在低温制备出光电性能优良的FZO薄膜。10关键词：F掺杂ZnO；低温；溶液燃烧法；透明导电薄膜中图分类号：O469PreparationandpropertiesofFdopedZnOtransparentconductingfilmsWANGYang,LiDaiwei,ChenBingxin,WangYibin,ZhouXiangyan,SuHong,XU15Mingze(CollegeofScience,ChangchunUniversityofScienceandTechn

3、ology,JilinChangchun130022)Abstract:FdopedZnO(FZO)transparentconductivethinfilmswerepreparedbysolutioncombustionatlowtemperature.Solutioncombustionhasthecharacteristicsofsol-gelandcombustion,andcanproduceZnOatlowerannealingtemperature.Smoothsurface,uniformFZOt

4、hinfilmpreparedbythis20methodwithoutcracks.Lighttransmittanceisgood,andthetransmittanceinthevisiblerangeismorethan85%.Thecrystallinityofthesampleisgoodandthecrystallinityisproportionaltothetemperature.Theresistivityofthefilmspreparedunderannealingat250isthelow

5、est,withavalueof36.87Ω/cm.FZOthinfilmswithexcellentphotoelectricpropertiescanbepreparedbysolutioncombustionatlowtemperature.25Keywords:FdopedZnO;lowtemperature;Solutioncombustionmethod;transparentconductivefilm0引言透明导电氧化物（TCO）作为一种具有市场应用潜力的新兴材料，其潜在的重要性毋庸置疑。TCO兼具

6、着金属般的导电性和对可见光的高透过性的优点，因此被广泛应用在透明[1][2][3][4]电极、面发热膜、防静电膜和气敏传感器等光电器件中。[5]30目前在TCO的市场中，氧化铟锡（ITO）一直占着主导地位。ITO是铟锡的合金氧化物，工业生产较成熟的工艺是磁控溅射的方法。铟为稀有元素而磁控溅射工艺需要真空、靶材等复杂的设备，这就导致了制备ITO成本高昂，而随着市场的进一步需要，铟的含量必然会骤减，从而导致TCO的价格将会只高不下。因此开发新型的TCO薄膜是至关重要的。ZnO是一种宽禁带氧化物半导体，禁带宽度为3.37

7、eV，其本身就具有很好的可见光透过性。[6][7]35ZnO在本证状态下导电性较差，当一些如Al、Mn等元素掺杂后，其导电性会明显提高，作者简介：王洋（1990—），男，硕士研究生，主要研究方向为纳米光电材料通信联系人：徐铭泽（1988-），女，讲师，主要研究方向：半导体低维物理.E-mail:llmingze@foxmail.com-1-中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn而且ZnO的价格低廉，对于替代ITO是非常具有潜力的。制备导电薄膜的方法有很多，磁[8][9][10][11]控溅射

8、法、化学气相沉积（CVD）、原子层沉积（ALD）和溶胶-凝胶法等，溶胶-凝胶法与其它方法相比工艺简单、成本低廉，在未来制备薄膜领域中有很大的前景。燃烧法[12]是金属硝酸盐和燃料发生氧化还原反应，该反应可以放出大量的热，因此可以在200-300℃40下生成金属氧化物，但是目前在制备纳米颗粒和薄膜晶体管中应用较多，在制备导电薄膜中还没有报道。溶液燃烧法汲取了溶