模压成型压力对氧化铟锡(ITO)靶材性能影响研究

以化学共沉淀-煅烧法制备的纳米ITO粉体为原料,通过模压、冷等静压成型,采用常压烧结法制备了ITO靶材,研究了模压成型压力对ITO靶材相对密度、电阻率和晶粒尺寸的影响。结果表明,模压成型压力60 MPa且烧结条件适宜时,制得的ITO靶材相对密度为99.81%、电阻率为1.707×10^(-4)Ω·cm、平均晶粒尺寸为7.62μm。研究结果可为ITO靶材的致密化与大型化生产提供借鉴。

射频磁控溅射工艺参数对掺钨氧化铟锡透明导电薄膜性能的影响

ITO薄膜是目前应用最为广泛的透明导电薄膜,通过在ITO中掺杂其他金属可以进一步改善ITO薄膜的光学和电学性能。本文采用射频(RF)磁控溅射法制备了掺钨氧化铟锡(ITO∶W)透明导电薄膜,研究了薄膜厚度、表面形貌、晶体结构以及光学和电学性能与各溅射参数之间的关系。当溅射功率大于40 W时,制备的ITO∶W薄膜为方铁锰矿结构的多晶薄膜,此时薄膜表面光滑平整而且具有良好的结晶性。在基板温度320℃、溅射功率80 W、溅射时间15 min、工作气压0.6 Pa条件下得到了光学和电学性能优良的ITO∶W薄膜,其方块电阻为10.5Ω/、电阻率为4.41×10^(-4)Ω·cm,对应的载流子浓度为2.23×10^(20)cm^(-3)、迁移率为27.3 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1)、可见光(400~700 nm)范围内平均透射率为90.97%。此外,本研究还发现通过调节基板温度影响氧元素的状态可以改变ITO∶W薄膜的电学性能。

超薄非晶氧化物半导体薄膜的制备及光学带隙调控综合实验设计

为提升学生创新素养,通过将科研内容融入实验教学,设计了超薄非晶氧化物半导体薄膜的制备及光学带隙调控实验。采用磁控溅射的方法在石英衬底上制备非晶铟锡氧化物半导体薄膜,通过材料表征研究厚度对薄膜晶体结构、表面形貌和光学特性的影响。实验结果表明,薄膜厚度影响成膜的表面粗糙度,同时薄膜的光学带隙随膜厚增加而减小。该创新实验涵盖了材料制备、表征及机理分析,涉及半导体、材料学、光电子等多个学科领域,且结合实际科研内容,提高了学生的科研积极性,有助于培养学生创新思维,提高理论与实践相结合的能力。

退火温度对ITO/Cu/AZO透明导电薄膜结构及性能的影响

采用射频与直流磁控交替溅射法在石英玻璃载玻片上制备了氧化铟锡(ITO)/Cu/Al掺杂ZnO(AZO)(45 nm/10 nm/45 nm)组合结构的透明导电薄膜,并在不同退火温度下对薄膜进行真空热处理。利用X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计、四探针电阻测试仪等表征手段,系统地研究了退火温度对ITO/Cu/AZO复合薄膜晶体结构和光电性能的影响。结果显示,经过不同温度的真空退火处理,薄膜的晶体结构和导电性能得到显著改善和提高,薄膜可见光平均透过率随着退火温度的升高先增加后降低。对比发现,在气压5×10^(-3)Pa、温度150℃下退火制备的ITO/Cu/AZO结构薄膜表现出最佳的综合性能,薄膜具有较强的(222)和(440)晶面衍射峰,在400~800 nm光波范围平均透过率约为80.5%,电导率约为1.76×10^(3) S/cm,综合品质因数达到约2.12×10^(-3)/Ω。

铟锡氧化程度对ITO薄膜光电特性的影响

采用直流磁控溅射法在普通载玻片上制备了氧化铟锡透明导电薄膜(ITO)。制备出的薄膜在大气环境下退火,退火温度分别为100℃、200℃和300℃,保温时间为1h。对薄膜中铟锡原子的氧化程度及其光电特性进行了测试与分析。结果表明:退火温度的升高,有助于提高ITO薄膜中Sn原子氧化程度,从而提高了薄膜在可见光范围内的透射率;退火温度为200℃时,In原子氧化程度较高,薄膜中氧空位数量最多,电阻率最低为6.2×10-3Ω.cm。

氧化铟锡纳米晶薄膜的制备及其电致变色性能

采用一锅法合成不同形貌、尺寸的氧化铟锡(ITO)纳米晶,并通过旋涂工艺制备ITO纳米晶薄膜,研究不同形貌、尺寸ITO纳米晶制备的薄膜的近红外光谱调控性能。结果表明:5次旋涂后,ITO纳米晶薄膜的可见光透过率为89.2%,电阻率为54Ω·cm。平均直径为(6.88±1.53)nm的均匀球形ITO纳米晶制备的薄膜表现出最优的近红外光谱调控能力,在施加±2.5 V电压后,其在2000 nm的光谱调制量为39.3%,光密度变化量为0.43。在电致变色前后,ITO纳米晶薄膜始终保持高可见光透过率。ITO纳米晶的电致变色是由于电子注入/脱出导致的局域表面等离子体共振(LSPR)频率和强度变化引起,其电致变色过程是通过电容充放电实现的。

氧化铟锡(ITO)薄膜溅射生长及光电性能调控

目的选取影响氧化铟锡(ITO)薄膜生长关键的3种参数,即薄膜生长的氧气流量、薄膜厚度和热处理退火,系统研究其对ITO薄膜光学和电学性能的影响规律。方法采用直流溅射法,在氩气和氧气混合气氛中溅射陶瓷靶材制备ITO薄膜样品。利用真空热处理技术对所制备的ITO薄膜进行真空退火处理。通过表面轮廓仪测试厚度、X-射线衍射仪(XRD)表征结构、X-射线光电子能谱仪(XPS)分析元素含量、分光光度计测试透过率和四探针测试薄膜方块电阻,分别评价薄膜厚度、光学性能和电学性能,并对比研究热处理对薄膜结构和光电性能的影响规律。结果电阻率随氧气流量的增加呈现出先缓慢后急剧升高的规律,在氩气和氧气流量比为150∶8时,可得到400 nm厚、电阻率为8.0×10^(-4)Ω·cm的ITO薄膜。厚度增加可降低薄膜电阻率,氧气流量的增加可明显改善薄膜透光性。通过真空热处理可提高室温沉积ITO薄膜的结晶性能,较大程度地降低电阻率。在真空热处理条件下增大薄膜厚度可降低薄膜电阻率,氧气流量增加不利于ITO薄膜电阻率的降低。在氩气和氧气流量为150∶6条件下制备的ITO薄膜,经500℃真空热处理后电阻率可达到最低值(2.7×10^(-4)Ω·cm)。结论通过调控氧气流量和厚度来优化ITO薄膜的结构和氧空位含量,低温下利用磁控溅射法可制备光电性能优异的ITO薄膜;真空热处理可提高薄膜结晶性能,通过氧气流量、厚度和热处理温度3种参数调控可获得最低电阻率的晶态ITO薄膜(2.7×10^(-4)Ω·cm),满足科技和工程领域的需求。

光电器件用铟锡氧化物ITO薄膜的制备及特性研究

本文采用真空瞬时蒸镀加氧化热处理方法在玻璃和硅衬底上生长出ＩＴＯ）铟锡氧化物薄膜。电阻率～１０￣（－２）Ωｃｍ，可见光区几乎透明，透射率达９４％（６３２８Ａ单色光源）。采用Ｘ光衍射和ＳＥＭ技术分析了氧化热处理前后薄膜中组份及微结构的变化。ＩＴＯ／ｐ－Ｓｉ异质结在日照下（ＡＭ１．５，１００ｍｗ／ｃｍ￣２）开路电压达１８０ｍｖ，该方法制各的ＩＴＯ膜可作为光电接收电极层有效地应用在各类光电器件上。

喷雾热解法制备p型铟锡氧化物透明导电薄膜

利用喷雾热解法制备了p型铟锡氧化物透明导电薄膜．主要研究了铟含量和热处理温度对薄膜的晶体结构、导电类型和载流子浓度以及光吸收特性等的影响．结果表明,当In／Sn 比较小时,薄膜为金红石结构的二氧化锡,导电类型为n型;当In／Sn比在0．06-0．25范围内且热处理温度T≥600℃时,薄膜仍为金红石结构,但导电类型转为p型的;当In／Sn比超过 0．3时,薄膜中有立方相的In2Sn2O7-x生成,由于氧空位的存在,薄膜又转变为n型．因此要获得p型导电的铟锡氧化物薄膜,In／Sn比不宜过低,也不能过高．热处理温度对薄膜的导电类型也有影响,对于In／Sn=0．2的薄膜,温度低于550℃时薄膜为n型导电,但当热处理温度高于550℃时,由于In3+取代Sn4+,因此薄膜为p型导电．当热处理温度高于700℃时,薄膜中空穴浓度达到饱和数值为4×1018cm-3,与此同时,透射率在可见光范围内仍高达80％以上．

氧化铟锡TCO薄膜的制备及其结晶性能研究

以掺锡氧化铟陶瓷靶材作为溅射源,采用磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜,通过X-射线衍射仪(XRD)和X-射线光电子能谱仪(XPS)测试表征,研究了生长温度对薄膜结晶性质和微结构性能的影响.结果表明:所沉积的ITO薄膜均具有体心立方的多晶结构,其生长特性和微结构性能明显受到生长温度的影响.生长温度升高时,薄膜(222)晶面的织构系数T_(C(222))和晶粒尺寸先增后减,而晶格应变和位错密度则先减后增.当生长温度为500 K时,ITO样品的织构系数T_(C(222))最高(1.5097)、晶粒尺寸最大(52.8 nm)、晶格应变最低(1.226×10^(-3))、位错密度最小(3.409×10^(14)m^(-2)),具有最佳的(222)晶面择优取向性和微结构性能.

可鉴别室内有害气体的铟锡氧化物薄膜气敏特性研究

采用无机试剂SnCl2 ·2H2 O及InCl3·4H2 O为原料 ,用溶胶 -凝胶提拉法制备了铟锡比不同的氧化铟锡薄膜构成的气敏传感器阵列 ,并对薄膜的电学性能及气敏性能进行了表征。结果表明 ,不同铟锡比组成的氧化铟锡薄膜不但载流子浓度不同 ,而且导电类型也不同 ,即阵列中每个传感器薄膜的载流子浓度和导电类型是不同的。当气体分子与阵列中的传感器表面接触时 ,由于载流子种类、载流子浓度、费米能级等的不同 ,导致电荷转移情况也不同 ,使得阵列具有很好的选择性。通过对甲醛、苯、甲苯、二甲苯的测试 ,证明此阵列对四种室内污染气体具有较好的选择性。

氧流量对铟锡氧化物薄膜光电性能的影响

采用射频磁控溅射法,在不同氧流量(0~10sccm)的条件下沉积了铟锡氧化物(In2O3-SnO2)透明导电薄膜。紫外分光光度计测试薄膜的透射率,四点探针测试薄膜的方阻,椭偏仪测试薄膜的复折射率和薄膜厚度,XPS测试ITO薄膜的成分和电子结构。结果表明:薄膜的沉积速率和折射率与氧流量有关,薄膜厚度为60nm,氧流量在9sccm时,透射率超过80%(波长λ=400nm^700nm,包括玻璃基体),退火后透射率、方阻明显改善。XPS分析表明,薄膜中的亚氧化物的存在降低了薄膜的光电性能,控制氧流量可减少亚氧化物。

溅射气压对铟锡锌氧化物薄膜晶体管性能的影响

利用射频磁控溅射技术,在不同溅射气压下制备了铟锡锌氧化物薄膜晶体管(ITZO TFT),分析了ITZO TFT电学性能随气压的变化规律。研究结果表明:非晶ITZO TFT的工作模式均为耗尽型;随着气压的增大,亚阈值摆幅及阈值电压先减小后增大、场效应迁移率逐渐减小,这是由载流子浓度和界面缺陷密度两方面因素共同决定的。溅射气压为0.4 Pa时,ITZO TFT综合性能最好,场效应迁移率高达24.32 cm^2/V·s,亚阈值摆幅为1.10 V/decade,电流开关比达到10~6。此外,ITZO有源层在可见光范围内的平均透过率超过80%,光学带隙值在3.2~3.4 eV之间,随气压的升高先减小后增大。

制备工艺对铟锡氧化物(ITO)粉末粒度的影响

以纯In,SnCl4.5H2O和盐酸为原料,采用络盐法制备了纳米晶铟锡氧化物(ITO)粉末。通过对铟和锡的络合盐——(NH4)2InCl5.H2O和(NH4)2SnCl6的制备研究,充分证实了反应初始溶液中络离子的存在;通过调节氯离子与铟离子的总浓度比(TCl/TIn)研究了络离子对ITO粉末粒度的影响,还系统地研究了沉淀剂的浓度、终点pH值、前驱体洗涤次数和煅烧温度对ITO粉末粒度的影响;通过XRD和激光粒度仪对所制粉体进行了表征。结果表明:当TCl/TIn=5,沉淀剂为20%的NH4HCO3溶液,终点pH值为6.0～7.0,前驱体的洗涤次数为6次,煅烧温度为700～800℃时所得ITO粉末粒度最佳。

直流磁控溅射氧化铟锡薄膜的低温等离子退火研究

提出了一种可显著改善室温下直流磁控溅射氧化铟锡(ITO)薄膜晶体结构、光学和电学性能的后处理方法,将ITO薄膜分别置于氩气、氨气和氧气中进行低温等离子体退火处理.同单纯的退火处理相比,在3种气氛下,低温等离子退火均可使室温溅射沉积的ITO薄膜在相对低的温度(150℃)时,由非晶态转变为晶态,其相应的电学和光学性能都有较大的提高.实验证明:氨气气氛下退火温度为350℃时,玻璃衬底上ITO薄膜在波长为600 nm的可见光区内的透光率可达88.5%;薄膜表面的针刺很少,表面平整度小于2.08 nm;方块电阻由348.7Ω降到66.8Ω,相应的电阻率由4.1×10-3Ω.cm降到7.9×10-4Ω.cm.该方法更能满足柔性有机聚合衬底的ITO薄膜对低温退火的要求.

铟锡氧化物薄膜的生产现状与应用

介绍了铟锡氧化物（ＩＴＯ）薄膜的特征，主要生产工艺及其在汽车、宇航、建筑、电子、太阳能等领域的应用。

大尺寸氧化铟锡(ITO)靶材制备研究进展

氧化铟锡(Indium Tin Oxide, ITO)靶材是屏幕显示器、光伏电池、功能玻璃等领域的关键原材料之一,已朝着大尺寸(长度至少600 mm)、高密度、低电阻率和高使用率的方向发展。本文介绍了高性能ITO靶材的技术特征,分析了大尺寸ITO靶材的需求和镀膜优势,总结了大尺寸ITO靶材的成型、烧结工艺及其研究应用现状,最后提出了制备大尺寸ITO靶材的研究方向。

络盐法制备纳米晶铟锡氧化物(ITO)粉末

以纯铟、SnCl4·5H2O为原料，采用络盐法制备了一次晶粒平均尺寸小于15nm、费氏粒度为148．5nm、粒径分布较窄、在800～3600cm^-1间对红外光的吸收或反射率在90％以上的纳米晶铟锡氧化物（ITO）粉末．通过制备络合盐晶体（NH4）2InCl5·H2O和（NH4）2SnCl6，证实反应初始溶液中有络离子存在．研究了络离子本身以及分散剂聚乙烯吡咯烷酮对ITO粒径的影响．用XRD、红外光谱仪和激光粒度仪对ITO粉末进行了表征．结果表明：络离子浓度的增加有利于ITO粉末粒径的变小，分散剂的加入有利于ITO费氏粒度的减小．

铟锡氧化物薄膜的生产、应用与开发

介绍了铟锡氧化物（ITO）薄膜的特性、主要生产工艺及其在汽车、宇航、建筑、电子等领域的应用。并对该材料生产工艺及产品市场的发展前景进行了展望。

双靶磁控溅射透明导电氧化铟锡锆薄膜及其性能

利用ITO(InSnO)靶和金属Zr靶,采用磁控溅射法在玻璃衬底上制备了ITO和ITZO(InSnZrO)薄膜。高价金属元素Zr的掺杂导致了薄膜向(400)晶面择优取向转变,促使ITO薄膜具有更好的晶化程度、较低的表面粗糙度和更好的光电性能。根据处于特定介质环境中ITO和ITZO薄膜的相对电阻变化(△R/R),ITZO薄膜显示了比ITO薄膜更好的化学和热稳定性。通过盐酸腐蚀前后的扫描电镜和X射线光电子能谱仪测试表明,Zr的加入提高了薄膜的稳定性,降低了氯离子穿透氧化层的能力,提高了氧化层的结构稳定性,大大降低了薄膜发生点蚀的概率。薄膜在0.1 mol/L盐酸中的极化曲线表明,ITZO薄膜发生了自钝化现象,显示了较好的耐腐蚀性能。除了晶体结构的影响之外,稳定性较好的氧化锆也提高了薄膜的化学稳定性和热稳定性。