氧含量对磁控溅射Nb掺杂TiO_2薄膜结构与性能的影响

摘要

采用三靶磁控共溅射法在玻璃衬底上制备了Nb掺杂TiO_2透明导电薄膜。研究了在不同氧含量时薄膜的结构和光电性能。实验结果表明:氧含量的变化能改变Nb掺杂TiO_2薄膜晶体的晶粒尺寸、表面形貌、透光率和电阻率,当溅射氩气中通入2%氧气时,可得到性能最佳的锐钛矿相Nb掺杂TiO_2薄膜,所得薄膜可见光透过率高达80%,电阻率降至2.5×10^(-3)Ωcm。并且,Nb掺杂导致了TiO_2薄膜的吸收限产生蓝移,且蓝移程度随氧含量的改变而有所不同。研究认为,氧含量改变了Nb掺杂TiO_2薄膜晶体的结构形貌以及Nb杂质和氧空位提供的有效载流子浓度,从而直接影响了Nb掺杂TiO_2薄膜的光电性能。