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透明导电氧化物薄膜具有高的电导率和高的光透过率，因而成为了科研和工业上的重点研究课题。重点体现在TCOs作为透明导电电极在光电子太阳能，平板显示，有机发光二极管等领域都有大量应用。其中，Sn掺杂In2O3 是应用最为广泛的材料。但是由于金属铟的匮乏及高昂的价格，限制了其在透明电极的应用，因而急需寻求新的替代材料。这种替代材料的电阻率应该在~10-3 Ω cm数量级或更小，在近紫外-可见光范围内的透过率大于80%，光学禁带宽度应在3 eV左右。目前，掺杂的TiO和SnO薄膜是替代ITO的最佳选择，因为它们的电阻率都较低,在500-600 nm可见光范围内的平均透光率达到85%，而且它们原材料价格低廉，可以大规模生产。TiO基和SnO基薄膜都可广泛应用于显示、探测器、抗反射涂层、气敏传感器、光电、电致变色器件等领域。因此，研究TiO基和SnO基透明导电氧化物薄膜的光学和电学性能具有重要的意义。 综上所述，本论文从两个基本点出发：一、如何进一步降低薄膜的电阻率；二、如何有效的改变薄膜的禁带宽度。重点研究了不同In、Sn含量掺杂TiO薄膜的结构、形貌、电学以及光学性质。另外，SnO与TiO都是同一族氧化物半导体，它们具有相似的半导体特性，所以本文对掺杂的SnO基薄膜及与TiO的复合薄膜也进行了深入的研究和探讨。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对薄膜的成分和微观组织进行了分析和观察。并利用紫外-可见光分光光度计、光致发光和霍尔效应仪对薄膜的光学和电学性能进行了表征。 |
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