[发明专利]一种低电阻率的ZnO/CdO复合薄膜

说明书

技术领域

本发明涉及复合薄膜的制备技术领域，特别涉及一种低电阻率ZnO/CdO复合薄膜的制备方法。 

背景技术

TCO薄膜能够得以广泛应用，主要依赖于其主同的导电率和光透过度。因此很多研究者通过不同的方法来优化改良TCOS薄膜的性能。在这些薄膜中，ZnO是一种最重要的材料。但ZnO的电阻率高，电导率性能不好，为了降低ZnO薄膜的电阻率，很多传统的金属掺杂方法用来制备低电阻率的透明导电薄膜。但是传统掺杂方法制备的掺杂ZnO薄膜的光致发光峰发生了偏移，这是因为Zn原子被掺杂原子替换后改变了原来ZnO本征光学禁带宽度。困因此制备复合薄膜，使得它既保持ZnO的光致发光特性，同时，也可以降低薄膜的电阻率。而CdO是一种良好的半导体材料，它具有非常低的电阻率，这是由于其本身具有大量的O空间和Cd间隙。 

发明内容

本发明的针对现有技术存在的问题，提供一种电导导率高性能优异的低电阻率的ZnO/CdO复合薄膜。 

本发明的目的是这样实现的：一种低电阻率的ZnO/CdO复合薄膜，其特征在于，采用如下方法制成，用四靶托脉冲激光沉积设备，所述靶托采用高纯金属Zn靶和Cd靶，在10Pa氧气气氛下，基底温度为300℃，激光溅射沉积10层ZnO和CdO相间隔的复合薄膜结构；优选的，所述Zn靶中Zn的纯度为99.99％，Cd靶中Cd的纯度为99.99％； 

优选的，所述激光沉积薄膜先从Zn靶开始，沉积5min的ZnO薄膜，然后转动到Cd靶，在ZnO薄膜上继续沉积CdO薄膜，所述ZnO的沉积速率为0.2nm/s，CdO沉积速率为0.072nm/s； 

优选的，所述CdO层的沉积厚度时间为15、30、45、60、75或90秒。 

具体实施方式

下面以具体实施例详细说明本发明的低电阻率的ZnO/CdO复合薄膜制备过程及性能。 

一种低电阻率的ZnO/CdO复合薄膜，采用如下方法制备而成，用四靶托脉冲激光沉积设备，靶托采用高纯金属Zn靶和Cd靶，其中，Zn靶中Zn的纯度为99.99％，Cd靶中Cd的纯度为99.99％；在10Pa氧气气氛下，基底温度为300℃，激光沉积薄膜先从Zn靶开始，沉积5min的ZnO薄膜，然后转动到Cd靶，在ZnO薄膜上继续沉积CdO薄膜，依次激光溅射沉积10层ZnO和CdO相间隔的复合薄膜结构，为了获得不同的Cd/(Zn+Cd)的原子比，CdO层的沉积厚度时间为15、30、45、60、75和90秒。并且根据ZnO的沉积速率为0.2nm/s，CdO沉积速率为0.072nm/s计算ZnO厚度为30nm，CdO的厚度分别为1、2、3、4、5和6nm。 

本发明的方法，通过脉冲激光沉积法在石英玻璃基底上制备ZnO/CdO复合薄膜。采用X射线衍射仪鉴定薄膜的相组成、晶体结构和晶体择优取。使用日本Shi-madzu公司生产的JSM6700F型场发射扫描电子显微镜不观察表面形貌，同时使用场发射扫描电子显微镜配套的能谱分析薄膜的成分含量。薄膜由ZnO和CdO两相纳米级晶粒组成，并且晶粒尺寸随着CdO的增大而显著减小；所有的ZnO/CdO在可见光范围内具有较高的透过率。更重要的是 ZnO/CdO复合薄膜保持了ZnO的发光特性，即呈现出的传统的紫外发光特性，且光致发光峰的位置不变；同时在保持了ZnO光学特性外，ZnO/CdO复合薄膜还具有较低的电阻率可达到10^-2-10^-3Ω·CM，接近纯CdO薄膜的电阻率。