[发明专利]一种合金紫外透明导电薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种合金紫外透明导电薄膜及其制备方法和应用，该薄膜为掺杂A的Zr_xSn_1‑xO₂的n型导电薄膜，其中，A为Sb或Nb；本发明的合金紫外透明导电薄膜，通过将Zr掺杂进入SnO₂成功调高了其光学带隙，通过将施主杂质A掺杂进入SnO₂成功提高了其导电性能；制备得到的导电薄膜对深紫外以及可见光有很好的透过性；本发明的导电薄膜，是单相(100)取向的金红石结构，其具有很好的热稳定性，紫外可见透过率超过90％，导电性能良好；本发明提供的合金紫外透明导电薄膜的制备方法，所需的设备和操作工艺较为简单，原材料廉价易得，满足了大规模工业化生产的条件，生产成本低，具有良好实际应用前景。

技术领域

本发明涉及半导体材料技术领域，尤其涉及一种合金紫外透明导电薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

透明导电薄膜在日常生活中的应用是非常广泛的，如平板显示器，透明薄膜晶体管，太阳能电池等。但是这些透明导电薄膜大多只是对可见光透明，这就限制了透明导电薄膜在紫外领域的应用，如紫外激光器的透明电极，深紫外光电探测器的顶电极等。因此制备带隙可调的紫外透明导电薄膜将在紫外透明导电领域具有一些应用前景。

二氧化锡(SnO₂)是一种直接宽禁带半导体，带隙为3.6eV，SnO₂具有四方金红石结构，是一种重要的功能材料，含量丰富，无毒，具有良好的可见透明性，热化学性能稳定。基于以上优点，SnO₂成为了一种很常见的透明导电材料，但是SnO₂只是应用在可见透明导电，这是由于其带隙为3.6eV，紫外光无法透过。

基于，现有的二氧化锡(SnO₂)存在的技术缺陷，有必要对此进行改进。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种合金紫外透明导电薄膜及其制备方法和应用，以解决现有技术中存在的技术缺陷。

第一方面，本发明提供了一种合金紫外透明导电薄膜，所述薄膜为掺杂A的Zr_xSn_1-xO₂的n型导电薄膜，其中，A为Sb或Nb。

可选的，所述的合金紫外透明导电薄膜，0≤x≤0.4。

第二方面，本发明还提供了一种合金紫外透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：

提供一衬底；

提供掺杂A的Zr_xSn_1-xO₂陶瓷靶材；

利用掺杂A的Zr_xSn_1-xO₂陶瓷靶材在衬底表面制备透明导电薄膜；

其中，A为Sb或Nb。

可选的，所述的合金紫外透明导电薄膜的制备方法，利用掺杂A的Zr_xSn_1-xO₂陶瓷靶材采用脉冲激光沉积方法在衬底表面制备透明导电薄膜，具体工艺条件为：控制衬底温度为600～750℃，脉冲激光能量为150～300mJ/Pulse，氧压为1～6Pa，在衬底表面沉积形成透明导电薄膜。

可选的，所述的合金紫外透明导电薄膜的制备方法，当A为Nb时，所述掺杂A的Zr_xSn_1-xO₂陶瓷靶材的制备方法为：将ZrO₂、SnO₂、Nb₂O₅粉体混合均匀，球磨、干燥后压成陶瓷圆片，然后置于管式炉中于1100～1400℃下烧结2～5h即制备得到陶瓷靶材。