Ga_2O_3/Cu/ITO透明导电薄膜的实验研究

【摘要】透明导电氧化物是具备良好的导电性和透过性的，这使得该类透明导电氧化物在平板显示、太阳能电池、气敏元件、薄膜电阻器、有机发光二极管和节能玻璃窗等领域广泛应用。由于柔性衬底，质量轻、体积小、便于携带和易弯曲等优点，逐步进入人们的视野。柔性基底的透明导电膜广泛应用于柔性光电设备、柔性显示器、柔性薄膜太阳能电池等领域。我们在柔性PET衬底上，利用磁控溅射技术在室温下制备了Ga2O3\Cu\ITO透明导电薄膜。在柔性衬底上制备Ga2O3层主要用来解决柔性衬底的表面不平等和易吸收水分和气体的问题。本文中，我们改变Ga2O3层厚度、Cu层厚度和ITO层厚度对薄膜的光学和电学性能进行研究。同时，我们也研究了退火温度、退火时间、放置时间对多层膜性能的影响。首先我们研究了Ga2O3(20nm)/Cu薄膜中不同Cu层厚度的薄膜光电特性。发现当Cu层厚度为4.2nm时，薄膜的品质常数最大为1.15×10-3-1，薄膜性能最佳。其次研究了在一定厚度范围内，随着ITO层厚度的增加，Ga2O3(20nm)/Cu(4.2nm)/ITO薄膜的透过率略微增加。随着ITO层厚度的增加（厚度小于30nm），薄膜的面电阻先降低后增加。当ITO层厚度大于30nm时，薄膜的面电阻随着ITO层厚度的增加而降低。在Ga2O3/Cu(4.2nm)/ITO(30nm)薄膜中，不同Ga2O3缓冲层厚度的薄膜光电特性。当Ga2O3缓冲层厚度选取适当时，Cu\ITO薄膜的表面形貌得到改善，薄膜的光学透过率得到提高，同时，薄膜的电阻率降低。当Ga2O3层厚度为15nm时，薄膜的透过率达到最高值为86%，面电阻达到最小值为45/sq，品质常数值最大为3.96×10-3-1，薄膜性能最佳。在Ga2O3(15nm)/Cu/ITO(30nm)中，薄膜的光学透过率和面电阻都是由中间Cu层决定的。当Cu层厚度为3.7nm时，薄膜的最大透过率值为87.6%，面电阻值为50/sq，品质常数值为4.53×10-3-1，薄膜性能最佳。随着退火温度和退火时间的增加，可以减少样品中的缺陷，提高结晶质量，增加Ga2O3/Cu/ITO薄膜的透过率。薄膜的电学性能在一定范围内，随退火温度和退火时间的增加也得到了改善。
【作者】庄慧慧；
【导师】闫金良；
【作者基本信息】鲁东大学，原子与分子物理，2014，硕士
【关键词】Ga2O3缓冲层；ITO膜；Cu层；PET衬底；

【参考文献】
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