top of page
Ion beam sputtering system, IBS
工作原理：
離子束發射源可分為電漿產生源、離子束引出兩個部分。首先是電漿產生源，利用設計在基座上的氣體導入孔將Ar通入到產生源中當作電漿氣體，再藉著陰極燈絲加電壓造成直流輝光放電，使Ar氣體在燈絲和陽極套管之間游離成電漿態。由於燈絲本身的特殊形狀，可以讓電漿更加均勻地分布在離子化腔(藍色區)中(如下圖所示)。
待電漿產生且分布均勻後，透過加速閘極網將電漿引出成離子束。加速閘極網是由兩片多孔之導體（Mo）組成，一片接地，一片施以高電壓使其產生電位差，藉此將Ar離子吸出離子化腔。使用前須先校準加速閘極網，以避免離子束在通過閘極過程中，因聚焦不當而撞擊閘極網，進而降低加速離子之功率和減短閘極網壽命。加速閘極後需再連接一根中和燈絲，該燈絲橫跨離子束射出口上，加一高電壓使燈絲射出電子，伴隨著離子束的射出，可中和射出之離子束，避免離子束撞擊靶材時，大量正電荷累積於靶材表面的問題。
離子束濺鍍沉積薄膜與傳統之輝光放電法的不同在於，離子束濺鍍其氣體分子離子化及加速過程皆在離子發射源中完成，且因濺鍍腔可以維持在高度真空下 (通入氣體後約10-4torr)，使得濺鍍有更高的品質與純度，高真空亦能降低濺射之粒子在濺射的過程中與其他雜質、氣體分子碰撞所造成的能量衰減，進而提高濺鍍的效率。
研究方向：
有鑑於目前透明導電膜如In2O3 : Sn (ITO)、SnO2 : F (FTO)、ZnO : Al (AZO)都是n型，p型材料的透明導電膜非常少，我們利用此系統通氬氣和氧氣轟擊靶材就可以簡單製作出p型透明導電膜。
主要實驗為製作太陽能電池，分為光吸收層(Ex.CH3NH3PbI3)、電子傳輸層 (Ex. TiO2) 和電洞傳輸層(Ex. Spiro-OMeTAD)，這些部分是與光電所 陳昭宇 老師合作，在他們實驗室完成，一般標準元件架構如下圖。
我們進一步把電極Ag替換成p型透明導電膜製作成雙面透光太陽能電池，且由於是p型透明導電膜就不用像其他團隊還需在電洞傳輸層上先蒸鍍p型氧化物再濺鍍透明導電膜來避免位障。未來還會嘗試直接把Spiro-OMeTAD拿掉，使其既能當電洞傳輸層又是透明電極，大大降低實驗成本。
研究成員：
You-Jyun Chen
Jing-Fu Tseng
Wei-Ting Lu
Chia-Yu Liu
bottom of page