真空噴涂TiO2納米粒子及其有機(jī)復(fù)合薄膜阻變特性研究.pdf

1、隨著鍍膜技術(shù)的飛速發(fā)展，磁控濺射、電子束蒸發(fā)、電弧離子鍍等PVD技術(shù)已被廣泛應(yīng)用，而對(duì)于新型微納光電器件而言，現(xiàn)有鍍膜方法的鍍膜條件都是在高溫條件下，對(duì)有機(jī)物而言存在高溫?zé)嶂聼g或分解現(xiàn)象，故進(jìn)行真空低溫鍍膜技術(shù)的研發(fā)。TiO2具有極高的光電轉(zhuǎn)換效率，因此被大量應(yīng)用為太陽(yáng)能電池的光電極材料，本文首先經(jīng)水熱法制備TiO2納米粒子，隨后利用真空噴涂法制備TiO2納米粒子及其有機(jī)復(fù)合薄膜，并研究其阻變特性。
　　首先進(jìn)行真空噴涂實(shí)驗(yàn)裝置

2、的搭建，其主要包括抽氣系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)和噴涂系統(tǒng)，本底真空度約17Pa，工作真空度約170Pa，基底溫度最高可達(dá)400℃。同時(shí)通過改變水熱時(shí)間和水熱溫度制備TiO2納米粒子，經(jīng)FE-SEM、TEM、XRD等檢測(cè)手段表征后發(fā)現(xiàn)160℃下水熱生長(zhǎng)的納米粒子呈銳鈦礦相，且隨水熱時(shí)間的增加納米棒的長(zhǎng)度變化并不明顯，直徑大小會(huì)隨著水熱時(shí)間的增加而變大，XRD數(shù)據(jù)分析表明納米棒結(jié)晶度會(huì)隨之增大。將TiO2納米粒子進(jìn)行真空噴涂鍍膜，從表面形貌和阻變特性

3、分析得到最佳噴涂工藝為濃度為5mg/ml的TiO2納米粒子在150℃的基底溫度下使用出口直徑為0.3mm的噴嘴噴涂2次。阻變機(jī)理分析結(jié)果表明TiO2納米粒子薄膜在高阻態(tài)時(shí)的導(dǎo)電機(jī)制為歐姆傳導(dǎo)。旋涂法制備TiO2納米粒子薄膜對(duì)比后發(fā)現(xiàn)兩種制備方法均有阻變特性，且其開關(guān)機(jī)理相同。
　　其次，應(yīng)用真空噴涂系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)物-TiO2納米粒子復(fù)合薄膜的制備，三種有機(jī)物分別為PFBT、PVK、PMMA∶Alq3=3∶2，首先通過分析PFBT的復(fù)

4、合薄膜的形貌及電學(xué)特性確定薄膜的最佳復(fù)合比例和噴涂工藝參數(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)復(fù)合比例為1∶1時(shí)薄膜阻變性能最優(yōu)，最佳噴涂工藝參數(shù)為在90℃的基底溫度下使用出口直徑為0.6mm的噴嘴噴涂3次。阻變機(jī)理分析后發(fā)現(xiàn)復(fù)合薄膜高阻態(tài)時(shí)的導(dǎo)電機(jī)理為歐姆傳導(dǎo)，純PFBT薄膜導(dǎo)電機(jī)理為SCLC傳導(dǎo)。隨后根據(jù)所得結(jié)論噴涂另兩種有機(jī)分子的復(fù)合薄膜，阻變機(jī)理分析后發(fā)現(xiàn)薄膜中TiO2納米粒子起主導(dǎo)作用，復(fù)合薄膜均表現(xiàn)為歐姆傳導(dǎo)機(jī)制，為驗(yàn)證其可靠性進(jìn)行旋涂法制備三種復(fù)合