脉冲激光沉积法制备钽掺杂二氧化钛薄膜的研究-凝聚态物理专业毕业论文.docx

承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名: 日 期: 摘要透明导电氧化物(TCO)薄膜凭借其优良的导电性和可见光透射率在太阳能电池、平面显示器件、反射热镜、透明PN结、气敏传感器以及透明电极等领域有着广范的应用前景。钽掺杂二氧化钛是一种近年来新发现的具有很大潜力的透明导电氧化物,人们对它的认识还远远不够,探索钽掺杂二氧化钛薄膜的制备工艺尤为重要。此外,之前对于钽掺杂二氧化钛薄膜的研究缺乏对其内部电输运机制的分析。本文采用脉冲激光沉积法(PLD)制备了钽掺杂二氧化钛(Ta:TiO2)薄膜,并详细研究了薄膜的结构、表面形貌、光学性质以及电输运性质。论文的主要内容和结论如下:。通过X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)对Ta:TiO2薄膜的结构、形貌进行了测试表征与分析。试验表明,当沉积温度为300℃、、重复频率为5Hz、-,薄膜为(101)择优取向的锐钛矿多晶膜。所制得的薄膜峰谷之间的粗糙度都在10nm左右,符合工业上多种光电子器件的要求。:TiO2薄膜在可见光区域内的平均透射率,结果显示所制得的薄膜的可见光透过率都在80%左右,薄膜的透射峰随氧压的改变先后出现了红移和蓝移,是因为薄膜带隙发生了变化。:TiO2薄膜的电性能进行了研究。结果表明Ta掺杂TiO2薄膜电阻率、载流子浓度以及霍尔迁移率对氧气分气压较为敏感。本试验中所制得的薄膜迁移率较低,原因是粒子和氧在接近衬底表面时撞击而产生了能量损失。。在150K到210K温度范围内,热激发是主要的导电机制;而在10K到150K范围内,电导率随温度的变化符合Mott的多级变程跳跃模型(VRH);在210K到300K范围内,电阻率和exp(b/T)1/2呈正比,属于跳跃导电机制。关键词:Ta掺杂TiO2,脉冲激光沉积法,透明导电薄膜,电阻率,导电机制IABSTRACTTransparentconductiveoxide(TCO)thinfilmhasbroadapplicationprospectsinthefieldofSolarphotovoltaic(PV)cells,flatpaneldisplay,heatreflectingmirror,Transparentp-njunction,ponents,,-,wepreparetantalum-dopedTiO2(Ta:TiO2)thinfilmsbypulsedlaserdeposition(PLD)andperformdetailedstudiesinthestructure,morphology,opticalproperties,:Tantalum--rayDiffraction(XRD)andAto