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ITO透明导电薄膜的组分、微结构及其光电特性研究

作　者: 江锡顺
导　师: 孙兆奇
学　校: 安徽大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: ITO透明导电薄膜 磁控溅射 微结构 化学组分 光电特性 性能指数
分类号: TB383.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 728次
引　用: 4次
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内容摘要


采用直流磁控溅射法在普通的载玻片（10×10×1.2mm）和400目覆碳的铜网（Φ3mm）上制备了氧化铟锡（ITO）透明导电薄膜。所用的靶材是高纯度（99.99％）的氧化铟锡（wt.90％In2O3+wt.10％SnO2）陶瓷靶。淀积在载玻片上的薄膜厚度约为120nm，淀积在覆碳铜网上的薄膜厚度约为70nm。制备出的薄膜在大气环境下进行了等温（300℃）变时（0.5，1.0，1.5，2.0，3.0h）和等时（1.0h）变温（100，200，300，400℃）热处理。用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）、紫外-可见光分光光度计和四探针测试仪等测试手段分别对薄膜的微结构、化学组分和光电特性进行了测试与分析。XRD分析结果表明：制备的ITO透明导电薄膜仍保持立方In2O3晶体结构，即具有立方铁锰矿结构，同时没有发现单质Sn和Sn氧化物（SnO，SnO2）的特征峰，说明Sn元素已经溶入In2O3晶格中形成了固溶体。TEM分析结果表明：当退火温度（300℃）不变时，ITO膜的平均颗粒度随着退火时间的延长而逐渐增大。XPS分析结果表明：当退火温度（300℃）不变时，延长退火时间，ITO薄膜中Sn4+相对浓度先逐渐增至88.6at.％后基本保持不变；当退火时间（1.0h）不变时，随着退火温度的升高，薄膜中Sn4+相对浓度逐渐增加，而In3+相对浓度则先降低后升高，表明膜中氧空位含量先升高后降低。薄膜的光电特性测试分析结果表明：退火后ITO薄膜的可见光平均透射率有了很大的提高，禁带宽度增加，电阻率降低了一个数量级，表现出良好的透明导电性。退火后薄膜的性能指数(ΦTC=τ（λ）10／R)最高达9.88x10-3Ω-1。 论文共分四章：第一章是绪论，概述了进行此方面研究的背景、意义和国内外相关工作；第二章简述了ITO透明导电薄膜理论基础及实际应用；第三章详述了ITO透明导电薄膜的制备和热处理条件对其微结构、化学组分及其光电特性的影响；第四章是结论。

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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