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溶胶-凝胶法制备氧化锡基薄膜及薄膜晶体管的研究进展 溶胶-凝胶法制备氧化锡基薄膜及薄膜晶体管的研究进展 摘要: 氧化锡(SnOx)具有优良的电学性能和光学特性,因此在电子器件领域具有广泛的应用潜力。本文综述了溶胶-凝胶法制备氧化锡基薄膜及薄膜晶体管的研究进展。首先介绍了溶胶-凝胶法的原理及其在薄膜材料制备中的优势,然后回顾了氧化锡薄膜的制备方法,包括溶液旋涂法、喷雾热解法和原子层沉积法等。接着,重点讨论了溶胶-凝胶法制备氧化锡基薄膜的工艺参数和表征方法。最后,讨论了薄膜晶体管的发展及其在电子器件中的应用前景。 关键词:溶胶-凝胶法;氧化锡;薄膜晶体管;电子器件 1.引言 氧化锡(SnOx)作为一种宽能隙半导体材料,在电子器件领域具有广泛的应用潜力。其具有优良的电学性能和光学特性,例如高载流子迁移率、良好的透明性和高折射率等。因此,氧化锡基薄膜及薄膜晶体管的研究受到了广泛关注。溶胶-凝胶法是制备氧化锡基薄膜的一种有效方法,具有简单、低成本、可控性高等优点。本文将综述溶胶-凝胶法制备氧化锡基薄膜及薄膜晶体管的研究进展。 2.溶胶-凝胶法的原理及优势 溶胶-凝胶法是一种将溶胶转化为凝胶、然后通过热处理将凝胶转化为固体材料的方法。其基本过程包括溶胶的制备、凝胶的形成、凝胶的干燥和烧结等。溶胶-凝胶法在薄膜材料制备中具有以下优势: 1)可控性强:溶胶的成分和浓度可以通过控制媒介配方以及溶胶浓缩和稀释的程度进行调节,从而实现对薄膜材料的组成和结构的调控; 2)均匀性好:溶胶可以均匀地涂覆在基底上,并且凝胶的形成过程具有自组装的特点,可以形成均匀的纳米结构; 3)低成本:溶胶-凝胶法不需要高温高压的条件,可以在相对低温下制备出高质量的薄膜材料,降低了制备成本; 4)适应性广:溶胶-凝胶法适用于各种基底材料,包括玻璃、硅等。 3.氧化锡薄膜的制备方法 氧化锡薄膜的制备方法主要包括溶液旋涂法、喷雾热解法和原子层沉积法等。其中,溶液旋涂法是一种简单、低成本、高效的制备方法。它通过将溶解的氧化锡前体溶液放在基底上,然后通过旋涂的方式使溶液均匀涂覆在基底上,最后通过热处理使溶胶转化为凝胶。喷雾热解法利用高温喷雾技术将氧化锡前体原料溶解在溶剂中,并通过喷雾使溶液均匀地涂覆在基底上,然后在高温下进行热解,使前体转化为氧化锡薄膜。原子层沉积法利用分子层的方式将氧化锡原料沉积在基底上,通过周期性的分子层沉积使氧化锡薄膜逐渐形成。 4.溶胶-凝胶法制备氧化锡基薄膜的工艺参数和表征方法 溶胶-凝胶法制备氧化锡基薄膜的工艺参数包括前体浓度、热处理温度、热处理时间等。前体浓度可以通过调节溶液配方中氧化锡前体的浓度来控制。热处理温度和时间直接影响着凝胶的形成和转化过程,需要根据具体的材料体系进行调控。 氧化锡薄膜的表征方法主要包括X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)等。XRD可以用来确定氧化锡薄膜的晶体结构和晶格参数;SEM和TEM可以用来观察薄膜的形貌和微观结构;AFM可以用来测量薄膜的表面粗糙度和形貌等。 5.薄膜晶体管的发展及应用前景 薄膜晶体管(TFT)是一种基于薄膜材料制备的半导体器件,具有高载流子迁移率、低功耗等优点,被广泛应用于液晶显示器、光电传感器等电子器件中。氧化锡薄膜晶体管作为一种新型的薄膜半导体材料,具有良好的电学性能和光学特性,因此在TFT领域具有广阔的应用前景。 结论 溶胶-凝胶法是一种制备氧化锡基薄膜及薄膜晶体管的有效方法,具有简单、低成本、可控性高等优点。通过调控制备工艺参数和表征方法可以实现对氧化锡薄膜的组成和结构的调控。氧化锡薄膜晶体管作为一种新型的半导体器件,在电子器件领域具有广泛的应用前景。 参考文献: [1]XieJ,ZhangC,GehlA,etal.Low-temperature,colloidal-synthesisoftinoxidenanoparticles[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,2008,130(39):12527-12532. [2]ParkC,JeongC-H,KhanA,etal.LowtemperaturepreparationofSn-dopedZnOtransparentconductivefilmsbycombinedspraypyrolysisandspincoatingtechniques[J].ThinSolidFilms,2006,515(24):8571-8574. [3]ZhangJ-Q,ChenJ-S,WongK-S.FundamentalopticaltransitionsinSnO2nanocrystallitethinfilmssynthesizedbyalow-tem