通过溶胶-凝胶旋涂法制备的Al:SnO2薄膜的结构、光学、介电和电学性质

采用溶胶-凝胶旋涂法制备铝掺杂锡氧化物薄膜，通过XRD、FESEM、EDAX、AFM和UV-visible分析表明其具有四方金红石结构（平均结晶粒度20±2 nm）、低表面粗糙度（0.053 μm）、高透射率（带隙3.73 eV，折射率2.26），电导率达294.56 Ω?1m?1，适用于光电子器件。

　　

摘要

采用溶胶-凝胶旋涂技术成功制备了掺铝的氧化锡薄膜。XRD图谱显示该薄膜具有四方金红石结构，平均晶粒尺寸为20 ± 2 nm。FESEM分析表明薄膜的表面形貌中颗粒平均尺寸为22 nm。EDAX分析揭示薄膜的元素组成为锡、氧和铝。AFM分析显示薄膜的表面粗糙度非常低，其值为0.053 μm。紫外-可见光谱分析表明薄膜的透射率较高，光学带隙为3.73 eV。测得的折射率为2.26，与块材值相当。同时计算了介电常数的实部和虚部值。PL发射光谱显示，掺铝的氧化锡薄膜在360 nm至421 nm范围内具有宽且强度高的发射峰，在358 nm处有一个较小的峰。444 nm处的低强度发射峰代表紫色发光，535 nm处的峰代表绿色发光。电学研究表明，该薄膜具有n型导电性，电导率为294.56 Ω^?1m^?1。同时计算了样品的片状电阻和费米能级。掺铝氧化锡薄膜的优值（Figure of Merit）为1.54 × 10^?6。所有这些特性使得该薄膜适用于多种光电子应用。

图形摘要

掺铝的氧化锡薄膜平均晶粒尺寸为20 ± 2 nm，优值为1.54 × 10^?6 Ω^?1，非常适合光电子应用。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。