597 / 2023-04-14 23:43:19

SnOx透明导电薄膜的制备及其红外光电性能研究

透明导电；氧化锡；原子层沉积

透明导电氧化物(TCOs)是被广泛应用的一类功能材料，具有高光学透明度和导电性，如发光二极管(LED)。它们被用于能源应用、太阳能电池、光催化、气体传感和智能窗等，特别是基于In₂O₃、SnO₂、ZnO、掺杂锌、锡或铟氧化物的半导体，由于其电子特性和离子无序性，往往是本征n型或容易n掺杂。二氧化锡(SnO₂)是一种低成本、无毒、含量丰富的材料，其光学和电学性能可与氧化铟相媲美，已被广泛研究。最近，基于SnO₂的材料，如ATO(Sb掺杂SnO₂)和FTO(F掺杂SnO₂)，在理论和实验研究中引起了极大的关注。由于Sn阳离子具有Sn⁴⁺和Sn²⁺两种不同的氧化态，因此氧化锡可以作为两种不同的化合物，即一氧化锡（SnO）和二氧化锡（SnO₂）。SnO₂是一种n型半导体材料，载流子浓度高，电阻率低。低电阻率和高迁移率来自于Sn阳离子轨道的球形对称性，这使得电子可以脱位。脱位的电子提供了电子转移的途径，使电子传输速度加快。

氧化锡薄膜可以使用多种方法沉积，包括脉冲激光沉积，溅射和化学气相沉积。然而，越来越多的精密光电设备和关键应用要求精确控制薄膜成分、低沉积温度和均匀的薄膜厚度。与其他技术相比，原子层沉积(ALD)可以生长出均匀、高质量的薄膜，并且可以精确控制薄膜的厚度和成分。

通过等离子体增强原子层沉积（PEALD）制备了混合相SnOx薄膜。在沉积后增加逐层Ar等离子体处理步骤，从Ar等离子体处理功率、时间和薄膜的结构方面讨论了相关机理,研究了等离子体功率和等离子体处理时间对薄膜生长、光学和电学性能的影响。