论文题目: ATO导电薄膜的溶胶—凝胶法制备及机理研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 微电子学与固体电子学
作者: 杜刚
导师: 张道礼
关键词: 锑掺杂二氧化锡,导电薄膜,溶胶凝胶法
文献来源: 华中科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 自1907年Bakdeker通过溅射方法研制出CdO薄膜以后,研究者对于透明导电薄膜研究的兴趣一直在增加,各种薄膜近年来已经在工业领域得到了极大的应用。探讨有效的薄膜制备工艺发展新材料,特别是深入研究特定工艺条件下薄膜的形成机理和导电机理,不仅是研究的兴趣所在,而且是市场的需求驱使。本论文介绍了金属氧化物薄膜,特别是锑掺杂二氧化锡(ATO)薄膜的研究现状以及应用领域。根据当前的研究状况,结合ATO导电薄膜的应用领域的需求,确定了以无机金属盐氯化亚锡(SnCl2?H2O)和氯化锑(SbCl3)为原料和采用溶胶-凝胶法制备ATO导电薄膜的实验方案。分别使用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM),系统研究了烧结温度、薄膜厚度和掺杂浓度对ATO导电薄膜物相和微观结构的影响。阐明在室温下玻璃基板表面溶胶-凝胶法制备ATO薄膜的原理基础和实验流程,总结了ATO导电薄膜制备过程的具体参数值。掺杂浓度为10at%、浸渍镀膜4层并在500℃进行烧结后的ATO导电薄膜,其方块电阻降至130?左右。分析了溶胶-凝胶法制备薄膜的形成机理和导电机理,对薄膜形成过程进行分析,归纳出形成过程的化学反应主要有:溶胶制备中的醇解反应、浸渍提拉镀膜中的水解和缩聚反应以及干燥和热处理成膜中的聚合、分解与键合反应。ATO导电薄膜的性能分析结果表明适度的掺杂可以改善导电性能,Sb的引入使薄膜的方块电阻显著降低。当掺杂浓度过大时,掺杂离子对电子的电离杂质散射作用造成ATO薄膜的导电性能显著降低。SnO2晶格的氧空位、5价Sb杂质在SnO2禁带形成施主能级并向导带提供n型载流子是ATO导电的两种主要机理。在掺锑二氧化锡薄膜中,随着掺锑浓度的增加,锑的氧化态在Sb3+和Sb5+间存在竞争。在实验研究的基础上,结合二氧化锡的晶格模型,探讨了ATO导电薄膜的导电机理,计算了ATO的理论电导率。这个理论计算值对于完善溶胶-凝胶法制备的ATO薄膜的工艺具有参考意义。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 透明导电薄膜介绍
1.2 ATO 薄膜的研究状况
1.3 论文意义及主要内容
2 ATO 导电薄膜技术基础
2.1 薄膜介绍
2.2 薄膜制备技术
2.3 溶胶-凝胶法
2.4 掺杂的理论计算
2.5 薄膜结构表征方法
3 ATO 导电薄膜的结构和性能分析
3.1 ATO 导电薄膜的样品制备
3.2 ATO 导电薄膜的物相分析
3.3 ATO 导电薄膜的微观结构
3.4 ATO 导电薄膜导电性能分析
3.5 本章小结
4 ATO 导电薄膜形成机理及导电机理研究
4.1 ATO 导电薄膜制备的物理化学
4.2 ATO 导电薄膜的生长机理研究
4.3 ATO 导电薄膜的导电机理研究
4.4 ATO 导电薄膜的理论电导率计算
4.5 本章小结
5 总结和展望
致谢
参考文献
附录1 作者在攻读硕士学位期间发表的论文
发布时间: 2006-04-12
参考文献
- [1].基于石墨烯导电薄膜的柔性OLED制备与性能研究[D]. 吴晓晓.福州大学2014
- [2].银表面等离子体增强有机电致发光特性研究[D]. 和晓晓.聊城大学2015
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