二氧化锡薄膜制备
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PVD制备TCO工艺总结PVD (Physical Vapor Deposition)工艺是一种常用的制备透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxide,TCO)薄膜的方法。
TCO材料在太阳能电池、平板显示器等各种电子器件中具有重要的应用价值。
以下是PVD制备TCO工艺的总结:工艺流程:1.准备基底:选择适合的基底材料,如玻璃、聚合物等,并进行表面清洗和处理,以提高TCO薄膜的附着性。
2.准备靶材:选择合适的透明导电氧化物材料,如氧化锌(ZnO)或二氧化锡(SnO2)等,并将其制备成靶材。
3.靶材热蒸发:将制备好的靶材安装到蒸发器中,通入高纯度的惰性气体,如氩气。
通过加热靶材,使其蒸发并沉积在基底表面上。
4.薄膜沉积:在蒸发过程中,将基底放置在蒸发器上方的恰当位置,以使蒸发的材料能均匀地沉积在基底表面上。
可以调节基底与蒸发器之间的距离和角度来控制沉积速率和均匀性。
5.薄膜处理:制备好的TCO薄膜可能存在缺陷、杂质或应力等问题,需要进行后续的处理,如退火、离子束雕刻等,以提高薄膜的质量和性能。
6.薄膜测试:对制备好的TCO薄膜进行各项性能测试和表征,如电阻、透明度、厚度、粗糙度等,以确保薄膜符合要求。
工艺优点:1.高度可控性:PVD工艺可以精确地控制薄膜的沉积速率、成分和厚度,以满足特定应用的要求。
2.高成膜速率:通过调节蒸发器的参数,可以获得较高的薄膜沉积速率,提高生产效率。
3.薄膜质量优良:PVD工艺制备的TCO薄膜具有较高的结晶度和致密度,且表面光滑,有利于提高薄膜的传导性和透明度。
4.适用范围广:PVD工艺适用于各种基底材料和不同形状的器件制备,具有较高的工艺通用性。
工艺挑战:1.成本较高:相比于其他制备方法,PVD工艺需要较高的设备成本和能源消耗,因此在大规模生产中可能会受到经济因素的限制。
2.薄膜厚度均匀性:在PVD工艺中,薄膜的均匀性与基底与蒸发器之间的距离和角度有关。
水解法制取SnO2的反应方程式一、概述1. SnO2的用途和重要性2. 水解法制取SnO2的原理及方法二、水解法制取SnO2的步骤1. 原料准备2. 反应过程3. 产物分离和纯化三、水解法制取SnO2的反应方程式1. 反应物和产物2. 反应方程式的展开和分析四、水解法制取SnO2的优缺点1. 优点2. 缺点五、结论概述1. SnO2的用途和重要性二氧化锡(SnO2)是一种重要的无机化合物,具有广泛的应用价值。
它常用作催化剂、涂层材料、光学薄膜、太阳能电池等领域。
由于其优异的电子传输性能和光学特性,SnO2在纳米材料领域也备受关注。
2. 水解法制取SnO2的原理及方法水解法是制备金属氧化物的常用方法之一。
通过将金属离子与水反应生成金属氧化物,再经过适当的分离和纯化步骤得到所需产物。
水解法制备SnO2的方法较为简单,且适用于规模化生产。
水解法制取SnO2的步骤1. 原料准备制备SnO2的水解方法需要准备合适的原料。
通常采用的是氧化锡或氢氧化锡等化合物作为反应的起始物质。
反应还需要足量的水作为反应介质。
2. 反应过程在适宜的温度和压力条件下,将氧化锡或氢氧化锡与水进行反应。
该反应通常需要一定的时间,以完成金属离子水解生成金属氧化物的过程。
3. 产物分离和纯化完成反应后,得到的混合溶液中含有SnO2和其他杂质。
此时需要通过沉淀、过滤、干燥等步骤将SnO2分离出来,并进行进一步的纯化处理,以得到高质量的SnO2产物。
水解法制取SnO2的反应方程式1. 反应物和产物反应物:氧化锡(SnO2)、水(H2O)产物:氢氧化锡(Sn(OH)4)、氧气(O2)2. 反应方程式的展开和分析反应的化学方程式如下所示:SnO2 + 2H2O → Sn(OH)4 + O2从反应方程式中可以看出,氧化锡在水的作用下发生水解反应,生成氢氧化锡和氧气。
整个水解过程伴随着气体的释放,是一个放热反应。
水解法制取SnO2的优缺点1. 优点(1)操作简便:水解法制备SnO2的操作步骤相对简单,不需要使用复杂昂贵的设备和条件。
SnO2薄膜的制备及其光电特性刘绰;马蕾;彭英才【摘要】以高纯Sn丝为蒸发源,采用真空热蒸发法在石英衬底上沉积了厚度为205 nm的金属Sn薄膜.随后,在高纯氧氛围中于200~500℃条件下进行氧化处理.利用X线衍射仪、拉曼光谱仪、分光光度计和数字源表测量了不同氧化温度下样品的结构、光学、电学特性.结构测量表明,不同氧化温度会产生不同结晶状态的氧化产物,提高氧化温度可得到单一、稳定的四方晶系SnO2.光学测量结果证实,随氧化温度的升高,薄膜样品的光学带隙增大,电流-电压测试表明薄膜电阻率随氧化温度的升高而降低.%Sn thin films with thickness of 205 nm were deposited on quartz substrates surface by vacuum thermal evaporation method using high purity Sn wire as evaporation source.Then,the films were under oxidation treatment in the temperature range of 200~500 ℃C in high purity oxygen atmosphere.The films were characterized using X-ray diffraction(XRD),Raman spectrometer,spectrophotometer and source meter for their structural,optical and electrical properties respectively.The measure for structural studies reveal that SnO2 of tetragonal system with a single crystal orientation is obtained under the high temperature.The optical measurement shows that thin film optical band gap in creases with oxidation temperature rises.The current-voltage characteristics show that electrical conductivity decrease with increasing oxidation treatment.【期刊名称】《河北大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2017(037)002【总页数】5页(P123-127)【关键词】真空热蒸发;Sn薄膜;SnO2;氧化处理【作者】刘绰;马蕾;彭英才【作者单位】河北大学电子信息工程学院,河北保定071002;河北大学电子信息工程学院,河北保定071002;河北大学河北省数字医疗工程重点实验室,河北保定071002;河北大学电子信息工程学院,河北保定071002【正文语种】中文【中图分类】TG156.21SnO2是一种n型宽带隙氧化物半导体材料,禁带宽度Eg=3.6~3.8 eV.SnO2薄膜由于具有可见光透光性好、紫外吸收系数大、室温下抗酸碱能力强等优点,在太阳能电池、电热材料、透明电极材料以及气敏材料等方面有广阔的应用前景[1-4].实际应用中,SnO2作为气敏传感器、锂离子电池负极材料、太阳能电池透明及减反射膜等用途时,90%以上采用四方晶系.SnO2薄膜的制备工艺有多种,如磁控溅射、化学气相沉积、金属有机物热分解法、超声波喷雾热解法、热蒸发法、溶胶-凝胶法等[5-6],其中热蒸发法镀膜具有设备简单、操作容易、成本低廉等优点而成为一种具有较为实用价值的制备方法.本文采用先真空热蒸发制备Sn薄膜,再在氧气氛围下进行退火处理的工艺流程,系统研究了不同氧化温度对薄膜的结构、组分变化、光学特性、电学特性的影响.结合SnO2实际应用中多采用四方晶系的特点,本文试图通过对SnO2薄膜热蒸发制备工艺的探索为工业应用提供参考.薄膜沉积设备采用真空镀膜机,蒸发源选用质量分数为99.99%的Sn丝,将高纯Sn粒放置于蒸发腔室内的凹槽形钼舟中,经清洁处理后的石英衬底置于距蒸发源10 cm上方的托盘上.蒸发时,蒸发腔室真空度保持在3×10-3 Pa以下,托盘以30 r/min的速度旋转以保证成膜均匀.将真空热蒸发法制备的Sn薄膜置于高温退火炉中进行氧化处理,为准确探究氧化温度对SnO2薄膜成膜形态和结构的影响,设计退火温度为200、300、400、450和500 ℃,氧气流量为1.5 L/min,氧化时间为90 min.2.1 XRD分析对经不同退火温度处理后的样品进行XRD分析,如图1所示.对于经200 ℃退火工艺处理后的样品,在2θ=29.90°处出现了SnO的(101)晶面的衍射峰[7],30.64°和32.02°为Sn的(200)和(101)晶面的衍射峰,36.74°和52.94°为立方晶系SnO2的(200)和(220)晶面的衍射峰,而63°左右的小峰包是由Sn、SnO、SnO2共同作用的结果[8-9].从图1中可见,该温度退火后的样品,其Sn的衍射峰较强,而SnO、SnO2的峰较弱,这表明该退火温度可使薄膜发生氧化,但氧化不充分.经300 ℃退火后的样品,在31.66°处出现了立方晶系SnO2的(111)晶面的衍射峰,且Sn的衍射峰消失,表明薄膜已被完全氧化.经400 ℃退火后的样品,在34.06°处出现了四方晶系SnO2的(101)晶面的衍射峰,且其他衍射峰有所减弱,表明SnO2的晶体结构发生了改变.经450 ℃退火后的样品,四方晶系SnO2(101)晶面的衍射峰明显增强,而其他衍射峰明显变弱,表明薄膜随机取向逐渐减弱.经500 ℃退火后的样品只出现了SnO2(101)晶面的衍射峰,表明薄膜晶体排列变得整齐.综上所述,随退火温度的升高,Sn先被氧化为SnO,再被氧化为立方晶系的SnO2,最后被氧化为四方晶系的SnO2,且结晶取向变得单一,这表明退火温度的升高不仅有利于Sn薄膜的氧化,而且使结晶取向变得单一、稳定.表1展示了退火后各样品主要晶面的结构参数,其中晶粒尺寸D由谢乐公式计算得出,式中K为谢乐常数,取K=0.89;λ为X线波长,λ=0.154 05 nm;β为衍射峰半高宽.从表格可见,随氧化温度的升高,立方晶系(111)晶面的晶粒尺寸逐渐减小,四方晶系(101)晶面的晶粒尺寸逐渐增大.2.2 拉曼分析SnO2的晶胞包含2个锡原子和4个氧原子,在第一布里渊区共有18种振动模式.立方晶系SnO2中4个拉曼模式的出现是由于氧原子在锡原子周围的振动,其中由氧原子垂直于C轴振动引起的3个简正模式分别为A1g,B1g,B2g,由氧原子平行于C轴振动引起的双重退化模式为Eg[10].图2为经不同温度退火后样品的拉曼图,经200 ℃退火工艺处理后的样品,在655 cm-1处出现了SnO2的Eg振动模式峰,在692 cm-1处出现了A1g振动模式峰,在748 cm-1处出现了SnO2的B2g振动模式峰[11-12].经300 ℃退火后的样品,3个拉曼峰均明显增强.经400 ℃退火后的样品,3个拉曼峰峰强相较于300 ℃退火后的样品略低.拉曼峰强的变化与XRD中立方晶系SnO2峰强的变化一致,表明立方晶系SnO2的含量随退火温度的升高先增加后减少.经450 ℃退火后的样品,由于四方晶系SnO2的出现,拉曼峰位发生了明显变化,根据文献[13]记载,619 cm-1处为Eu振动模式峰,670 cm-1处为伸缩模式的峰.2.3 光学特性图3为经不同温度退火后样品的透射谱,可以看出SnO2薄膜的透射率随波长的增加而增大,且对可见光(400~760 nm)透过性较好.此外,随退火温度的升高SnO2的透射率逐渐增大,这不仅表明温度升高有利于Sn氧化为SnO2,还表明SnO2的四方晶系比立方晶系光透过性好.图4为经不同温度退火后样品的吸收谱,吸收系数随波长增加而减小,且最大值位于低波长范围;同时,吸收系数随退火温度的升高而减小.应用Tauc公式(αhυ)n=C(hυ-Eg),其中hυ为光子能量,Eg为禁带宽度,C为常数,n是与材料能带结构有关的常量,SnO2是直接带隙材料,取n=2.画出横坐标为hυ,纵坐标为(αhυ)2的曲线,然后做出直线,并延长至与αhυ=0相交,如图5,图中x轴的截距即为薄膜的光学带隙.经300、400、450和500 ℃退火后的样品,光学带隙分别为3.60、3.65、3.72和3.80 eV.光学带隙随退火温度的升高逐渐增大,这可能是由于温度升高导致结晶取向变得单一所致.2.4 电学特性SnO2薄膜的电流-电压特性如图6.从图6中可以看出,电流随电压的变化在正负方向几乎都是线性的,且电流随退火温度的升高而减小,这主要是由于结晶取向变得单一所致.经300、400、450和500 ℃退火后的样品电阻率分别为0.040、0.044、0.081和0.252 Ω·cm.研究了氧化温度对金属Sn薄膜制备SnO2薄膜的特性影响.采用真空热蒸发法在石英衬底上沉积了厚度为205 nm的金属Sn薄膜,然后在200~500 ℃条件下进行氧化处理.结构分析表明,随退火温度的升高,氧化产物由SnO变为SnO2,由立方晶系SnO2变为四方晶系SnO2,且结晶取向变得单一、稳定,晶粒尺寸明显增大.对光电特性进行分析后发现,薄膜在可见光范围内的吸收系数较高,光学带隙随氧化温度的升高逐渐增大,薄膜电阻率随氧化温度的升高有所降低.【相关文献】[1] 张谢群,余家国,赵修建,等.二氧化锡薄膜的制备和应用研究进展[J].化学试剂,2003,25(4):203-206.DOI:10.13822/ki.hxsj.2003.04.005. 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二氧化锡的功函-概述说明以及解释1.引言1.1 概述二氧化锡是一种重要的金属氧化物,具有多种优异的性质和广泛的应用领域。
它是由锡与氧元素结合而成,化学式为SnO2。
二氧化锡具有高度晶体结构、高度透明性、优异的导电性和光学性能等特点,使其在传感器、光伏材料、催化剂、电子器件等领域具有重要应用。
本篇文章将详细介绍二氧化锡的性质、应用及制备方法,旨在为读者深入了解这一物质提供全面的信息和参考。
1.2 文章结构文章结构部分应该为:文章结构部分旨在介绍本文的布局和组织方式,以便读者更好地理解文章内容。
本文共分为引言、正文和结论三部分。
第一部分是引言部分,包括概述、文章结构和目的。
在概述部分,将简要介绍二氧化锡的基本信息和重要性;在文章结构部分,将介绍本文的框架和组织方式;在目的部分,将阐明写作该文的目的和意义。
第二部分是正文部分,包括二氧化锡的性质、应用和制备方法。
将详细介绍二氧化锡的物理化学性质,广泛应用领域和各种制备方法,以便读者深入了解二氧化锡的相关知识。
第三部分是结论部分,含总结、展望和结束语。
总结部分将对本文进行回顾和总结;展望部分将展望二氧化锡未来的发展方向和应用前景;结束语将为本文画上完美的句点,表达作者的思考和感悟。
通过以上结构,本文将全面且系统地探讨二氧化锡的相关内容,希望读者可以从中获得有益的启示和知识。
1.3 目的:本文的主要目的是介绍二氧化锡的功用及其在各个领域的应用。
通过对二氧化锡的性质、制备方法以及具体应用的论述,希望读者能够更深入地了解并认识二氧化锡在化工、材料科学、能源等领域的重要性以及发展前景。
同时也旨在向读者展示二氧化锡在现代社会中的广泛应用价值,促进其在工业生产与科研领域的进一步发展和应用。
通过这篇文章,希望能够激发读者对二氧化锡的兴趣,进一步推动相关领域的研究和发展。
2.正文2.1 二氧化锡的性质:二氧化锡(SnO2)是一种重要的氧化物材料,具有许多独特的性质。
首先,二氧化锡是一种无色的晶体,在纯净形态下呈透明状态,具有高度的光学透明性。
二氧化锡(SnO 2)是一种宽带隙半导体材料[1],禁带宽度3.6~4.0eV ,具有对可见光透光性好、紫外吸收系数大、电阻率低、化学性能稳定等优点,已被广泛应用于高频电子器件、太阳能电池及显示器的电极材料以及气敏传感器[2]等方面。
SnO 2薄膜对于玻璃及陶瓷材料的粘附强度可达200㎏/cm 2[3]。
SnO 2薄膜对环境的相对湿度也十分敏感,国内有研究学者[4]发现,SnO 2薄膜从低湿到高湿响应比较快。
多种工艺可以用来制备二氧化锡薄膜,如磁控溅射、射频溅射、金属有机物热分解法、超声波喷雾热解法、热蒸发法、激光脉冲沉积、化学气相沉积、溶胶-凝胶法等。
其中热蒸发法镀膜具有设备简单、操作容易、成本低廉等优点而成为一种具有重要工艺价值的制备方法。
本研究试图通过对氧化锡薄膜热蒸发制备工艺的探索为工业应用提供参考。
1试验方法将SnO 2粉末放入陶瓷舟中,然后把陶瓷舟置于陶瓷管中心,在陶瓷管的下气流方向等距(7.5cm )放置Si 片,如图1所示,实验结束后取出坩埚,发现SnO 2体积减少不明显,在适当位置的Si 片上有薄膜沉积。
图1Si 片放置图SnO 2纳米薄膜的制备及光学性能研究陈玉莲,曾大新(湖北汽车工业学院材料工程系,湖北十堰442002)摘要:采用热蒸发法制备氧化锡薄膜,结合相关理论制定了一系列实验。
在不同的工艺条件下制备了氧化锡薄膜,研究了温度、基片距离和环境压力对薄膜的影响,并利用X 射线衍射仪、拉曼谱仪对薄膜进行了成分及结构测试,用阴极发光方法测定了薄膜的发光性质。
关键词:氧化锡;薄膜;热蒸发法;阴极发光中图分类号:TB34文献标志码:A文章编号:1008-5483(2009)04-0056-04Preparation and Optical Property of Nano Tin Oxide Thin FilmsChen Yulian ,Zeng Daxin(Dept.of Material Engineering ,Hubei Automotive Industries Institute ,Shiyan 442002,China )Abstract :Tin oxide films have been synthesized by thermal evaporation on the basis of related theo -ries.Tin oxide films were prepared under different deposition conditions.The effect of temperature ,substrate distance and ambient atmosphere on the film were investigated.The obtained films were characterized by XRD ,Raman and spectroscopy.The luminescence properties were also measured by cathodeluminescence.Key words :tin oxide ;thin film ;thermal evaporation ;cathodeluminescence收稿日期:2009-09-21作者简介:陈玉莲(1982-),女,黑龙江人,硕士生,纳米薄膜材料、碳纳米管复合材料的制备研究。
SiO2光学增透膜的制备及光学性能分析最近几年,在制膜中采用溶胶-凝胶的方法得到了普遍的推广,尤其是Sio2溶胶在光学发展中被当作是制备光学薄膜的发展潮流,Sio2的反应活性很强,这与它的表面构造有关,Sio2外面具有羚基和没有达到饱和状态的键,与稳定的硅氧结构相偏离。
Sio2的特点是,纯度高,表面体积大,粒径很小和分散性极好,所以可以广泛应用于工程材料和医药制作等领域。
当前,制造Sio2的方法主要有气相沉积法、化学层积法和微乳液法等,它们都有不同的特性、优点和局限性,例如利用气相层积法所提炼的Sio2纯度高,但是所需的机器设备要先进,所花的费用大,制作成本高;其他的制作方法所制作的Sio2纯度低,里面杂质含量高,并且净化提炼的程序复杂,还会对环境造成污染,所以在实际操作中大多采用气相层积法。
因为Sio2的折射率很低,所以可以制造光学增透膜,如果将其与折射率高的薄膜材料結合也可以制备成高反膜。
笔者,不仅分析了由正硅酸乙酯为前提制造的光学性能,而且还探讨了膜层的结构。
一、实验过程Sio2溶胶的制作:原料采用正硅乙酯、无水乙醇和水,催化剂是氨水,根据一定的比例把溶液混合,并在20摄氏度的水温下搅拌充分,使它们混合均匀,再把搅拌好的溶液倒入封闭的容器里,放置在恒温的条件下,最后采用不同时间的溶胶进行镀膜。
基片的准备工作:用碱液、洗洁精、二次蒸馏水把K9玻璃材料洗涤干净,最后再采用无水乙醇把玻璃冲洗干净后,把水分晾干,存储在干燥的封闭容器中。
膜的制作过程:采用旋转的方法镀膜,在低速的条件下,然后在玻璃基片表面滴上一定分量的溶胶,再快速进行高速旋转,最后维持一段时间,拿出后,对其封闭保存。
溶胶性能和膜层光学性质实验:采用透射电镜观察溶胶粒子的粒度大小和交联结构,再用粒度仪观测溶胶簇团的分布情况。
用PHS_25A酸度计来测试溶胶的PH值。
在制造薄膜上,二氧化硅与通常的有机高分子相比有很多优点,例如可以控制材料的多孔性,还有固定的离子交换点,可以使离子交换膜可以选择理想的透过性和离子。
SnO2体材料的密度为5.67g/cm,通常制备的SnO2薄膜密度大约为体材料密度的80~90%,熔点为1927摄氏度。
SnO2及其掺杂薄膜具有高可见光透过率、高电导率、高稳定性、高硬度和极强的耐腐蚀性等性能。
宽带隙半导体的纳米线具有巨大的纵横比,表现出奇特的电学和光学性能,使其在低压和短波长光电子器件方面具有潜在的应用前景。
与传统SnO2相比,由于SnO2 纳米材料具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应,因而在光、热、电、声、磁等物理特性以及其他宏观性质方面都会发生显著的变化。
二、纳米氧化锡的制备1.固相法1)高能机械球磨法高能机械球磨法是利用球磨机的转动或振动,对原料进行强烈的撞击、研磨和搅拌。
2)草酸锡盐热分解法2.液相法1)醇—水溶液法2)溶胶—凝胶法溶胶—凝胶法的基本原理是:金属醇盐或无机盐在有机介质中经水解、缩聚,形成溶胶,溶胶聚合凝胶化得到凝胶,凝胶经过加热或冷冻干燥及焙烧处理,除去其中的有机成分,即可得到纳米尺度的无机材料超细颗粒。
3)微乳液法微乳液法是将两种反应物分别溶于组成完全相同的两份微乳液中;然后这两种反应物在一定条件下通过物质交换彼此发生反应,借助超速离心,使纳米微粒与微乳液分离;再用有机溶剂清洗除去附着在表面的油和表面活性剂;最后在一定温度下干燥处理,即可得到纳米微粒的固体样品。
4)沉淀法沉淀法分直接沉淀法和均匀沉淀法,直接沉淀法是制备超细氧化物广泛采用的一种方法,它是在含有金属离子的溶液中加入沉淀剂后,于一定条件下生成沉淀,除去阴离子,沉淀经热分解。
均匀沉淀法是利用某一反应使溶液中的构晶离子从溶液中缓慢均匀地释放出来。
制得超细氧化物。
5)水热法水热法制备超细微粉的技术始于1982年,它是指在高温、高压下一些氢氧化物在水中的溶解度大于对应氧化物在水中的溶解度,氢氧化物溶入水中同时析出氧化物。
6)微波法7)锡粒氧化法3.气相法1)等离子体法等离子体法是在惰性气氛或反应性气氛下通过直流放电使气体电离产生高温等离子体,使原料熔化和蒸发,蒸气遇到周围的气体被冷却或与之发生反应形成超微粉。
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’. 溶胶-凝胶法制备二氧化硅薄膜
一酸性催化剂制备溶胶溶液
1 主要配方及比例
主要配方:正硅酸乙酯(TEOS)、无水乙醇(EtOH )、去离子水(H2O)、市售浓盐酸(HCl)
配方体积比例:TEOS:EtOH:H2O:HCl=15:40:5:0.07
2 配制步骤
1)去一定量无水乙醇溶液分为两份,一份与TEOS在磁力搅拌机上混合10min,为A液;
2)另一份与浓盐酸和去离子水在磁力搅拌机上混合,为B液;
3)在B液搅拌过程中,将A液缓慢滴加到B液中;
4)滴加完成后得到C液,C液用保鲜膜密封好继续在磁力搅拌机上室温搅拌3-5h;5)静置,陈化3天,得到SiO2溶胶
3 基片准备
将基片分别放入去离子水中初步清洗后,再分别用洗涤精、丙酮、无水乙醇和去离子水经超声波充分洗涤,放入烘台上烘干后,置于干燥器中备用。
4 提拉法涂膜
将经过洗洁精、丙酮、酒精和去离子水清洗干净并烘干的样片用等离子氧处理,将其夹持在电机一端,以6cm/min速度浸入溶胶溶液中,待其全部进入后,保持浸入状态4min,然后以同样的速度提拉出溶液
5 干燥处理
将提拉出溶液的样品,先放置空气中干燥使其表面乙醇挥发胶层固定,然后放入60干燥箱中干燥1小时
6 热烧结处理
在管式炉中,从室温以2/min升温至500,保温1 h,随炉冷却。
SnO2体材料的密度为5.67g/cm,通常制备的S n O2薄膜密度大约为体材料密度的80~90%,熔点为1927摄氏度。
SnO2及其掺杂薄膜具有高可见光透过率、高电导率、高稳定性、高硬度和极强的耐腐蚀性等性能。
宽带隙半导体的纳米线具有巨大的纵横比,表现出奇特的电学和光学性能,使其在低压和短波长光电子器件方面具有潜在的应用前景。
与传统SnO2相比,由于SnO2纳米材料具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应,因而在光、热、电、声、磁等物理特性以及其他宏观性质方面都会发生显著的变化。
二、纳米氧化锡的制备1.固相法1)高能机械球磨法高能机械球磨法是利用球磨机的转动或振动,对原料进行强烈的撞击、研磨和搅拌。
2)草酸锡盐热分解法2.液相法1)醇—水溶液法2)溶胶—凝胶法溶胶—凝胶法的基本原理是:金属醇盐或无机盐在有机介质中经水解、缩聚,形成溶胶,溶胶聚合凝胶化得到凝胶,凝胶经过加热或冷冻干燥及焙烧处理,除去其中的有机成分,即可得到纳米尺度的无机材料超细颗粒。
3)微乳液法微乳液法是将两种反应物分别溶于组成完全相同的两份微乳液中;然后这两种反应物在一定条件下通过物质交换彼此发生反应,借助超速离心,使纳米微粒与微乳液分离;再用有机溶剂清洗除去附着在表面的油和表面活性剂;最后在一定温度下干燥处理,即可得到纳米微粒的固体样品。
4)沉淀法沉淀法分直接沉淀法和均匀沉淀法,直接沉淀法是制备超细氧化物广泛采用的一种方法,它是在含有金属离子的溶液中加入沉淀剂后,于一定条件下生成沉淀,除去阴离子,沉淀经热分解。
均匀沉淀法是利用某一反应使溶液中的构晶离子从溶液中缓慢均匀地释放出来。
制得超细氧化物。
5)水热法水热法制备超细微粉的技术始于1982年,它是指在高温、高压下一些氢氧化物在水中的溶解度大于对应氧化物在水中的溶解度,氢氧化物溶入水中同时析出氧化物。
透明导电氧化物ITO薄膜的制备研究摘要:以掺二氧化锡的氧化铟为靶材,采用射频磁控溅射在玻璃衬底制备了ITO薄膜。
分别用紫外-可见光-红外分光光度计,X射线衍射仪,扫描电子显微镜和四试探针测试仪对所制备的ITO薄膜的透过率、晶体结构、表面形貌和电阻率(方块电阻)进行了表征分析;利用霍尔测试仪对ITO的电学特性进行表征分析。
研究了不同溅射气压、不同溅射功率和不同衬底温度对薄膜质量的影响。
分析结果表明在溅射气压为0.3pa在溅射功率为80W和衬底温度为300℃时所制备的薄膜的透过率最高电阻率最低,薄膜的质量最好。
关键词:ITO薄膜;磁控溅射法;透过率;电导率。
0引言ITO薄膜是一种高度简并的n型掺杂半导体,ITO薄膜材料具有载流子浓度高、电子迁移率高和禁带宽度比较宽的优点,而且ITO薄膜材料在可见光范围内透过率高、电阻率低、附着性良好、硬度及化学稳定性质等优点,使其同时具有好的导电性和高的透光率[1,2],由于这些优越的性能,现在ITO薄膜材料被广泛运用于太阳能电池中做窗口电极层,并取得了高的效率。
近年来特别随着平板显示器的开发和实用化进展,ITO 膜也广泛用于平板显示装置,因此对ITO膜的研制具有广泛的市场前景。
从应用角度出发,通常要求ITO薄膜的成份是In2O3和SnO2,薄膜中铟锡低价化合物愈少愈好[3,5]。
制备ITO薄膜的方法有很多中,主要有磁控溅射[6]、脉冲激光沉积[7]、超声雾化热分解方法[8]和溶胶-凝胶法[9]。
其中磁控溅射制备薄膜因可以准确地控制工艺参数使得成膜速率可以很高、也可在大面积衬底上均匀成膜且重复性好,可获得光电性能优异的ITO薄膜等优点[10]。
本文采用射频磁控溅射方法制备ITO薄膜,并重点研究了不同溅射气压(0.3pa、0.5pa、0.8pa、1.5pa、2pa)、不同溅射功率(40W、60W、80W、100W)不同衬底温度(100℃200℃300℃)对薄膜光电性能的影响,并对ITO薄膜的光电性能进行表征分析。
制备tio2薄膜的方法
制备TiO2薄膜的方法有多种,以下列举几种常见的方法:
1. 溶液法:将含有TiO2前体的溶液在基板上喷涂、浸涂或旋涂,然后通过烘干和烧结等步骤形成薄膜。
常用的前体有钛酸酯、钛酸铁、钛酸盐等。
2. 气相法:通过热蒸发、溅射、磁控溅射等方法,在高温下使TiO2原子或分子气化并沉积在基板上形成薄膜。
3. 热氧化法:将Ti基板在高温氧气环境中进行氧化处理,使其表面形成一层TiO2薄膜。
4. 水热法:将含有Ti离子的溶液在高温、高压水热条件下进行反应,生成TiO2纳米晶体,并在基板上形成薄膜。
5. 电化学沉积法:通过电化学反应,在电解液中控制电流密度和电位来使TiO2沉积在电极上形成薄膜。
以上是一些常见的制备TiO2薄膜的方法,具体选择哪种方法取决于实际需求和研究目的。