透明導(dǎo)電CuAlO-,2-薄膜制備和光電性質(zhì)的研究.pdf

1、CuAlO<,2>(CAO)透明薄膜是1997年Kawazoe等人通過新的材料設(shè)計(jì)思想，首次制備出的銅鐵礦結(jié)構(gòu)p型直接帶隙透明氧化物薄膜。利用該薄膜已成功制作了透明的臭氧傳感器和透明光電板等器件，顯示了CAO有明確的應(yīng)用前景。CuAlO<,2>已經(jīng)成為當(dāng)前透明導(dǎo)電薄膜領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。 本文采用直流磁控濺射法用銅鋁氧陶瓷靶制備出高質(zhì)量的CuAlO<,2>薄膜，用XRD、SEM、XPS和紫外可見、紅外分光光度計(jì)等測(cè)試手段對(duì)沉積的

2、薄膜進(jìn)行了表征和分析。分析了CAO薄膜的導(dǎo)電機(jī)制，用Van der Pauw方法對(duì)樣品的電學(xué)特性進(jìn)行了測(cè)量。研究了退火溫度和氧氬比對(duì)光電特性的影響。 XRD分析表明，制備的CAO薄膜為多晶結(jié)構(gòu)，退火處理能使其結(jié)晶度提高。AFM和SEM表明，樣品表面較平整，粗糙度較小，且晶粒較致密。XPS分析表明：Cu元素僅是以+1價(jià)的形式存在；Al元素僅是以+3價(jià)的形式存在，與CAO中Cu、Al價(jià)態(tài)吻合。 薄膜的光譜分析結(jié)果表明：薄膜樣

3、品的可見光透射率高達(dá)80％，隨著氧濃度和基片溫度的升高，薄膜的透射率減小，隨著工作壓強(qiáng)的升高、靶距的提高，薄膜的透光率會(huì)上升。透光率隨退火溫度升高而增大，有“藍(lán)移”現(xiàn)象，隨著濺射時(shí)間的增加，薄膜的透射率減小，也有“藍(lán)移”現(xiàn)象。 薄膜的電學(xué)性能分析結(jié)果表明，CAO薄膜的電阻率受退火溫度和氧氬比的影響較大。隨著退火溫度的升高，電阻率減小，載流子濃度和遷移率增大。隨著氧氬比的增大，電阻率先減小后增大，遷移率增大。 根據(jù)對(duì)CAO