直流溅射法制备SnO2纳米薄膜及其表征
Preparation of SnO2 Nanometer Film by DC Sputtering and Its Characterization
摘 要
采用直流溅射法，以纯锡为靶材制备出了SnO2纳米薄膜，并利用X射线衍射仪、透射电镜及台阶仪对纳米薄膜的物相结构及厚度进行了分析测试。结果表明：采用单晶硅作为衬底时可以制备出晶态的SnO2纳米薄膜，该纳米薄膜由粒径几纳米到十几纳米的SnO2小颗粒组成，而采用载玻片作为衬底时则制备出了非晶态的SnO2纳米薄膜；通过控制溅射时间，可以得到一系列不同厚度的SnO2纳米薄膜，直流溅射法制备SnO2纳米薄膜的膜厚公式为d=0.29UIt（其中d为薄膜厚度，Å，1 Å=0.1 nm；U为溅射电压，V；I为溅射电流，A；t为溅射时间，s）。
SnO2
纳米薄膜
衬底
物相结构
膜厚公式
DC sputtering
SnO2
nanometer film
substrate
phase structure
formula of film thickness
Abstract
SnO2 nanometer film was prepared by direct-current (DC) sputtering method with a target matrial of pure tin. The phase structure and thickness of the nanometer film was respectively analyzed and tested by X-ray diffractometer, transmission electron microscope and step profiler. The results show that crystalline SnO2 nanometer film composed of SnO2 nanoparticles with diameter ranging from several nanometers to dozens of nanometers could be prepared on substrate of monocrystalline silicon. Meanwhile, amorphous SnO2 nanometer film could be prepared on microslide substrate. By controlling the sputtering time, a series of SnO2 nanometer film with different thickness could be obtained and the formula of film thickness of SnO2 nanometer film prepared by DC sputtering method was d=0.29UIt (d being film thickness, Å,1 Å=0.1 nm; U being sputtering voltage, V; I being sputtering current, A; t being sputtering time, s).
中图分类号 TG146.1+4 DOI 10.11973/lhjy-wl201712004
所属栏目 试验与研究
基金项目 北京市自然科学基金资助项目（2162025）
收稿日期 2017/3/24
修改稿日期
网络出版日期
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备注刘敬茹(1991-),女,博士研究生,主要从事储能材料的研究
引用该论文: LIU Jingru,ZHANG Bei. Preparation of SnO2 Nanometer Film by DC Sputtering and Its Characterization[J]. Physical Testing and Chemical Analysis part A:Physical Testing, 2017, 53(12): 871～873
刘敬茹,张蓓. 直流溅射法制备SnO2纳米薄膜及其表征[J]. 理化检验－物理分册, 2017, 53(12): 871～873
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参考文献
【1】庄大明, 张弓,刘家浚. 功能薄膜的研究现状与应用前景[J]. 中国表面工程,2001,14(4):1-6,10.
【2】VERNIEUWE K, CUYPERS D, KIRSCHHOCK C E A, et al. Thermal processing of aqueous AZO inks towards functional TCO thin films[J].Journal of Alloys and Compounds,2017,690:360-368.
【3】YIN C, LIANG X, HU G, et al. Preparation and characterization of RF magnetron sputtered CuO/CaTi4O9 thin films with enhanced third-order nonlinear optical properties[J]. Materials Characterization,2017,126:96-103.
【4】魏艳萍,卢焕明,魏安祥,等. 基于扫描探针显微术研究Pb(Zr,Ti)O3铁电薄膜的电学性质[J]. 理化检验-物理分册,2015,51(8):560-563,577.
【5】方霞艳,胡建冠,黄新文,等. TiO2纳米管阵列薄膜的水热晶化[J]. 理化检验-物理分册,2013,49(4):207-211.
【6】PANAGOPOULOU M, GAGAOUDAKIS E, BOUKOS N, et al. Thermochromic performance of Mg-doped VO2 thin films on functional substrates for glazing applications[J].Solar Energy Materials and Solar Cells,2016,157:1004-1010.
【7】公衍生,王传彬,沈强,等. 氧化物功能薄膜材料的研究新进展[J]. 中国表面工程,2004,17(4):10-14.
【8】TADANO K, SUEOKA K. First-principles calculation of atomic configurations of carbon and tin near the surface of a silicon thin film used for solar cells[J]. Materials Science in Semiconductor Processing,2017,63:45-51.
【9】倪佳苗,赵修建,郑小林,等. P型透明导电SnO2薄膜的研究进展[J]. 真空科学与技术学报,2009,29(5):531-535.
【10】郭玉忠,王剑华,黄瑞安,等. 掺杂SnO2透明导电薄膜电学及光学性能研究[J]. 无机材料学报,2002,17(1):131-138.
【11】赵世勇,刘俊福. MOCVD-SnO2薄膜对Si太阳能电池性能的影响[J]. 电源技术,1994,18(5):29-31.
【12】孔珊珊. SnO薄膜气体传感器制备及其性能研究[D]. 哈尔滨:黑龙江大学,2008.
【13】李勇. 高性能SnO2基锂离子电池负极材料的设计、制备与研究[D]. 杭州:浙江大学,2015.
【14】姚菲菲,冯良桓,陈卫东,等. 磁控反应溅射制备的SnO2多晶薄膜及其特性[J]. 半导体光电,2007,28(3):367-369,374.
【15】雷智,冯良桓,张静全,等. 透明SnO2薄膜的制备及结构、性质研究[J]. 太阳能学报,2004,25(5):624-628.
【16】赖新宇,姜宏,赵会峰,等. 在线化学气相沉积法制备雾度可控的SnO2:F薄膜[J]. 硅酸盐学报,2013,41(12):1679-1684.
【17】陈玉莲. 热蒸发法制备氧化锡薄膜的工艺研究[D]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学,2006.
【18】王灵伟. SnO透明导电薄膜的溶胶-凝胶制备与性能研究[D]. 天津:天津大学,2009.
【19】薛增泉. 薄膜物理[M]. 北京:电子工业出版社,1991.
【20】杨邦朝,王文生. 薄膜物理与技术[M]. 成都:电子科技大学出版社,1994.
【21】吴平. 大学物理实验教程[M]. 北京:机械工业出版社,2005.
【2】VERNIEUWE K, CUYPERS D, KIRSCHHOCK C E A, et al. Thermal processing of aqueous AZO inks towards functional TCO thin films[J].Journal of Alloys and Compounds,2017,690:360-368.
【3】YIN C, LIANG X, HU G, et al. Preparation and characterization of RF magnetron sputtered CuO/CaTi4O9 thin films with enhanced third-order nonlinear optical properties[J]. Materials Characterization,2017,126:96-103.
【4】魏艳萍,卢焕明,魏安祥,等. 基于扫描探针显微术研究Pb(Zr,Ti)O3铁电薄膜的电学性质[J]. 理化检验-物理分册,2015,51(8):560-563,577.
【5】方霞艳,胡建冠,黄新文,等. TiO2纳米管阵列薄膜的水热晶化[J]. 理化检验-物理分册,2013,49(4):207-211.
【6】PANAGOPOULOU M, GAGAOUDAKIS E, BOUKOS N, et al. Thermochromic performance of Mg-doped VO2 thin films on functional substrates for glazing applications[J].Solar Energy Materials and Solar Cells,2016,157:1004-1010.
【7】公衍生,王传彬,沈强,等. 氧化物功能薄膜材料的研究新进展[J]. 中国表面工程,2004,17(4):10-14.
【8】TADANO K, SUEOKA K. First-principles calculation of atomic configurations of carbon and tin near the surface of a silicon thin film used for solar cells[J]. Materials Science in Semiconductor Processing,2017,63:45-51.
【9】倪佳苗,赵修建,郑小林,等. P型透明导电SnO2薄膜的研究进展[J]. 真空科学与技术学报,2009,29(5):531-535.
【10】郭玉忠,王剑华,黄瑞安,等. 掺杂SnO2透明导电薄膜电学及光学性能研究[J]. 无机材料学报,2002,17(1):131-138.
【11】赵世勇,刘俊福. MOCVD-SnO2薄膜对Si太阳能电池性能的影响[J]. 电源技术,1994,18(5):29-31.
【12】孔珊珊. SnO薄膜气体传感器制备及其性能研究[D]. 哈尔滨:黑龙江大学,2008.
【13】李勇. 高性能SnO2基锂离子电池负极材料的设计、制备与研究[D]. 杭州:浙江大学,2015.
【14】姚菲菲,冯良桓,陈卫东,等. 磁控反应溅射制备的SnO2多晶薄膜及其特性[J]. 半导体光电,2007,28(3):367-369,374.
【15】雷智,冯良桓,张静全,等. 透明SnO2薄膜的制备及结构、性质研究[J]. 太阳能学报,2004,25(5):624-628.
【16】赖新宇,姜宏,赵会峰,等. 在线化学气相沉积法制备雾度可控的SnO2:F薄膜[J]. 硅酸盐学报,2013,41(12):1679-1684.
【17】陈玉莲. 热蒸发法制备氧化锡薄膜的工艺研究[D]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学,2006.
【18】王灵伟. SnO透明导电薄膜的溶胶-凝胶制备与性能研究[D]. 天津:天津大学,2009.
【19】薛增泉. 薄膜物理[M]. 北京:电子工业出版社,1991.
【20】杨邦朝,王文生. 薄膜物理与技术[M]. 成都:电子科技大学出版社,1994.
【21】吴平. 大学物理实验教程[M]. 北京:机械工业出版社,2005.
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