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如今,透明导体/半导体氧化物薄膜在诸多领域越来越重要,如显示、清洁能源、照明。但就有机光电器件而言,单用透过率和导电性已经无法全面衡量其透明电极的性能了,功函数、表面形貌等因素也应纳入透明电极的考量范围。而另一方面,随着透明电子学的发展,要求这些透明氧化物不仅仅可以成为导体还需要成为高阻的半导体,以作为薄膜场效应晶体管的有源层。针对这些问题,本文着力于载流子浓度的掺杂调控,并利用蒸发和溅射技术,制备透明导体/半导体薄膜,具体内容如下:(1)据理论研究分析结果,利用末端离子源辅助的电子束热蒸发技术在较低衬底温度下制备了SnO2:Pr F3(PFTO)透明导体氧化物非晶薄膜。优化材料配比和工艺后薄膜具有最低的电阻率3.7E-3Ω?cm,对应的载流子浓度为1.298E+20 cm-3,迁移率为12.99 cm2/Vs。作为非晶薄膜,其表面均方根粗糙度为12 nm,平整度要比商品化的FTO多晶薄膜好很多(FTO的均方根粗糙度为12 nm左右)。FTO的功函数为4.57 e V,而本文制备的PFTO薄膜的表面功函数高达为5.05.2 e V。用作有机光电器件的阳极时,PFTO更有利于空穴的传输。FTO薄膜的透过率从近红外波段开始明显下降,而PFTO薄膜从可见光到近红外都具备很高的透过率,3802500 nm波段平均透过大于85%。此外,本文还在相同的工艺下制备了SnO2:Sr F2(SFTO)薄膜,SFTO薄膜和PFTO薄膜有着十分相似的光电性能和表面形貌。(2)通过材料设计,利用高温无压空气烧结制备出多元掺杂的ZnO陶瓷靶材,然后通过磁控溅射技术制备出Y-Ti-V-Zn-O(YTVZO)透明导电薄膜。烧结实验中发现,少量的V添入,有效提高Y-Ti-Zn-O的烧结质量。烧结后的YTVZO靶材为六方纤锌矿结构,XRD图谱与JCPDS card No.36-1451卡片一致,而磁控溅射制备的薄膜在(002)方向优势生长。薄膜表面颗粒粒径大多为70 nm左右,表面均方根粗糙度约为2.3 nm。在室温下对YTVZO薄膜进行霍尔效应的测试,其霍尔迁移率为10.75 cm2/Vs,载流子浓度为1.892E+20 cm-3,电阻率为3.069E-3Ω?cm。利用开尔文探针测试其表面功函数,测得平均值约为4.9 eV。其380 nm到2500 nm波段的平均透过率大于82%。且在空气中暴露12个月后,薄膜电阻仅仅上升1.2%。(3)研究载流子抑制剂,发现Sr可以有效降低ZnO薄膜的载流子浓度,改善晶体管开关比。由于Sr的加入,使得ZnO TFT的开关比增加了3个量级。优化后的SrZnO TFT开关比为1E+5,迁移率为0.05 cm2/Vs,阈值电压为24.6 V。另外SrZnO薄膜表面形貌与ZnO具有显著的差别。由于Sr的存在,ZnO的六方纤锌矿结构(JCPDS card No.36-1451)的被抑制,而出现了一种非寻常相的ZnO(JCPDS card No.21-1486)。