研究目的
研究银β氧化铝及掺铟银β氧化铝薄膜的光电特性,包括其结构、电学、光学和输运性质,以评估其作为透明导电氧化物的潜力。
研究成果
银β氧化铝及掺铟银β氧化铝薄膜呈现n型导电性、宽禁带(约3.91-3.94电子伏特)、中等透明度(43-62%)与电导率(10??至10?2西门子/厘米)。铟掺杂可提升导电性与透明度。这些特性使其归类为n型透明导电氧化物,适用于透明电子器件领域,通过掺杂与优化有望进一步提升性能。
研究不足
该研究仅限于特定的制备方法(真空和空气退火)以及仅掺杂铟元素。与其他透明导电氧化物相比,其电导率和透明度处于中等水平,实际应用中可能需要进一步优化。由于基底干扰导致无法准确测量氧含量,这也是一项限制因素。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用多源真空蒸发法制备薄膜,包括两种工艺:真空蒸发后原位真空退火,以及真空蒸发后在623±5 K空气中退火。理论分析手段包含X射线衍射结构分析、电导率测量及光谱学检测。
2:样品选择与数据来源:
薄膜沉积于钠钙玻璃和硅基底上,所用材料为纯度99.999%的银、铝和铟。
3:999%的银、铝和铟。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括多源真空蒸发系统、钼舟、马弗炉、布鲁克D8 Advance X射线衍射仪、配备EDAX能谱的日立JSM 7600F扫描电镜、吉时利2611A源表、Ecopia HMS-3000霍尔效应测试系统及Cary 60 UV-Vis分光光度计。材料包含用于欧姆接触的银浆。
4:实验流程与操作步骤:
在氧等离子体或室温下同步蒸发各元素元素后进行退火处理。表征手段包括:XRD结构分析、EDAX成分分析、电学测量(电导率、霍尔效应、热电性能)及光学透过率测量。
5:数据分析方法:
晶粒尺寸采用谢乐公式计算,晶格参数与应变通过相关方程求解,激活能使用阿伦尼乌斯方程测定,带隙通过Tauc图分析。
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