论文部分内容阅读
透明导电薄膜由于其优良的透光性能与导电性能，一直是研究的热点，目前生产研究最多的透明导电薄膜是金属氧化物薄膜，以SnO2为导电基础材料的导电薄膜多种多样，其中以ITO(Indium Tin Oxide)、FTO(Fluorine-doped TinOxide)、ATO(Antimony Tin Oxide)应用最为广泛，而FTO因其价格低廉，性能优越，制备工艺简单在导电薄膜领域一直属于应用比较广泛的薄膜，特别是在电化学领域。本文采用溶胶水热法并热处理后，成功的制备了F掺杂SnO2导电薄膜。通过讨论晶型转变温度及合理掺杂温度以确定最优的制备条件。文章讨论了溶胶的浓度、F/Sn等因素对导电薄膜电学光学性能的影响。测试表征手段包括X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、紫外可见分光光度计、傅里叶红外测试仪、差热及热重分析仪、霍尔效应测试仪等。测试结果显示，溶胶凝胶法制备的F掺杂SnO2晶体颗粒尺寸为纳米级，晶粒尺寸在10nm左右。F离子的掺杂对SnO2晶体有轻微的影响，通过X射线衍射、透射电镜、红外等等测试分析掺杂前后的变化。匀胶法生成的薄膜表面平整，连续性好，没有明显的缺陷，薄膜与玻璃之间结合良好，薄膜厚度在3μm左右。霍尔测试显示载流子浓度随着F掺杂量的增加而增加，迁移率的变化趋势与载流子浓度趋势相反，显示下降趋势，当F/Sn比为0.8时，导电薄膜的表面电阻达到最低值，为185/□。当F/Sn比为0.1时，透光性显示最优，可达到90%。透明导电薄膜性能指数ΦTC值，显示了集导电性能和透光性能一身的综合性能表征，ΦTC值显示，当F/Sn比为0.2时，ΦTC值最大，达2.23×10-4，表明综合性能最优。结合重掺杂理论，分析发现，满足透明导电薄膜的最优条件时，其薄膜掺杂浓度属于重掺杂简并半导体范畴，简并半导体具有高载流子浓度，低电阻等特点。