Ga-Ti共掺杂ZnO透明导电薄膜的微观结构和光电性能研究

钟志有^1,2，龙路¹，陆轴¹，龙浩¹

1. 中南民族大学等离子体研究所2. 中南民族大学智能无线通信湖北省重点实验室

摘 要：采用磁控溅射方法在玻璃基片上制备了Ga-Ti共掺杂ZnO（GTZO）透明导电薄膜,通过XRD、四探针仪和分光光度计测试,研究了氩气压强对GTZO薄膜光电性能和晶体结构的影响。结果表明:所有GTZO薄膜均为（002）择优取向的六角纤锌矿结构,其光电性能和晶体结构与氩气压强密切相关。当氩气压强为0.4Pa时,GTZO薄膜具有最大的晶粒尺寸（85.7nm）、最小的压应力（-0.231GPa）、最高的可见光区平均透射率（86.1%）、最低的电阻率（1.56×10-3Ω·cm）和最大的品质因子（4.28×105Ω-1·cm-1）,其光电综合性能最佳。另外,采用光学表征方法计算了薄膜的光学能隙和折射率,并利用有效单振子理论对折射率的色散性质进行了分析,获得了GTZO薄膜的色散参数。

关键词：透明导电薄膜;掺杂ZnO;磁控溅射;光电性能;