铟锡氧化物陶瓷材料在半导体领域的应用

本文阐述了铟锡氧化物(ITO)陶瓷材料在半导体领域的应用。本文就ITO材料的基本性质,并探讨其在半导体技术,特别是在触摸屏、液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)以及太阳能电池板等方面的应用。通过分析ITO的电学和光学特性,旨在展示这种材料如何为现代电子设备的发展做出贡献,并探讨其未来潜在的应用前景。

铟锡氧化物陶瓷靶材热等静压致密化研究

用化学共沉淀法制备了铟锡氧化物（ＩＴＯ）复合粉末。粉末经冷等静压成型后进行热等静压致密化。热等静压时采用碳钢作包套，采用铜箔作隔层。实验研究了热等静压工艺参数──保温温度、保压压力和保温时间对 ＩＴＯ陶瓷靶材致密化的影响。实验结果表明：靶材的相对密度在大约 １０００℃处有一峰值；相对密度随压力增加而增加；当保温温度较低时，适当延长保温时间有利于提高密度；当保温温度较高时，延长保温时间反而使密度降低。分析了 ＩＴＯ在高温下的分解行为以及这种行为对致密化的作用。还分析了 ＩＴＯ复合粉末部分脱氧使ＩＴＯ陶瓷半导化的机理。

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．

铟锡氧化物(ITO)纳米颗粒的制备及表征

以金属 In 和 SnCl4·5H2O 为主要原料, 加入保护剂 PVP, 利用化学共沉淀法合成了球形的铟锡氧化物(ITO)纳米颗粒。分别对 PVP 的用量、溶液的 pH 值、热处理温度等因素对 ITO 纳米颗粒粒径的影响进行了分析。并且借助透射电镜(TEM)、X 射线衍射(XRD)对所合成的 ITO 纳米颗粒进行了表征。XRD 分析说明本文合成了金刚砂型结构的铟锡氧化物纳米颗粒, 并且其晶型结构随着热处理温度的升高而转变为铁锰矿型。

铟锡氧化物 (ITO) 靶材的应用和制备技术

对铟锡氧化物（ＩＴＯ）靶材的现有生产工艺方案和应用现状及前景作了综合评述．

纳米铟锡氧化物粉体的制备及表面改性

在水介质中通过化学共沉淀法制备了铟锡氧化物(ITO)粉体,利用表面处理剂对ITO颗粒进行表面包裹。采用X-射线衍射分析仪、透射电镜、红外光谱分析仪、差热分析仪等分析了该ITO的物相结构及表面形貌。结果表明,该ITO为锡掺杂的三氧化二铟晶体,经表面包裹后,成为粒径均匀、大小约为50nm、无团聚的纳米粒子。经静态沉淀法分析,该纳米粒子在有机物(MMA)中有良好的分散性。

基于氧化石墨烯/聚吡咯-铟锡氧化物微电极的细胞阻抗生物传感器构建及细胞粘附增殖行为检测

构建一种基于氧化石墨烯/聚吡咯-铟锡氧化物GO/PPy-ITO(Graphene Oxide/Polypyrrole-Indium Tin Oxide)微电极的细胞阻抗生物传感器并用于细胞粘附增殖行为学检测。ITO微电极采用光刻技术对感光干膜绝缘层蚀刻而成,通过一步法电聚合技术在ITO微电极表面沉积GO/PPy纳米复合膜制备GO/PPy-ITO微电极;形状测量激光显微镜和扫描电子显微镜分别对GO/PPy表面粗糙度和拓扑形貌进行表征;电化学循环伏安法及阻抗谱表征GO/PPy-ITO微电极的电化学性质;人肺癌细胞株A549粘附、铺展和增殖实验考察GO/PPy界面的生物相容性;以GO/PPy-ITO微电极作为传感电极,利用电化学阻抗谱技术对A549细胞的粘附增殖行为进行检测。结果显示,ITO微电极表面上电沉积的GO/PPy纳米复合物表面平整,分布大量的微孔结构;电化学实验结果显示GO/PPy-ITO微电极比裸ITO微电极具有更低的阻抗特征和更高的电化学活性;GO/PPy比纯PPy膜更能促进A549细胞粘附、铺展和增殖;GO/PPy-ITO微电极表面A549细胞的粘附增殖行为改变电极系统的阻抗谱特征,通过对阻抗谱数据进行等效电路拟合分析获得细胞粘附增殖行为学信息。本文发展的GO/PPy-ITO微电极兼具优良的电化学性质和细胞生物相容性,基于该电极系统构建的细胞阻抗生物传感器可用于细胞病理生理学行为、药物筛选等研究领域。

一种基于感光干膜-铟锡氧化物电极的简易细胞阻抗传感器实现细胞形态学和阻抗信息同时检测

加工一种基于感光干膜-铟锡氧化物DFP-ITO(Dry Film Photoresist-Indium Tin Oxide)电极的细胞阻抗生物传感器并实现细胞形态学和阻抗信息同时检测。35μm厚的感光干膜层压在ITO导电玻璃表面上作为绝缘层,通过照相制版技术在感光干膜绝缘层上蚀刻不同直径圆孔;以DFP-ITO作为工作电极,通过夹具和测量小池与Ag/Ag Cl参比电极、Pt丝对电极相连构成三电极阻抗测量系统;考察了不同直径DFP-ITO工作电极阻抗谱特征;通过细胞粘附实验及细胞毒性实验考察了感光干膜细胞生物相容性;通过光学显微镜和阻抗谱技术分别对接种在DFP-ITO电极上人肺癌细胞株A549粘附、增殖过程中的形态学和阻抗信息进行检测和分析。研究结果发现不同直径DFP-ITO电极具有相似的阻抗特性;充分固化的感光干膜表面适宜A549细胞粘附且无明显的细胞毒性;基于DFP-ITO电极构建的细胞阻抗传感器能够通过光学显微镜获取A549细胞形态学数据,同时通过阻抗谱技术能够解析A549细胞粘附、增殖过程中的细胞质膜电容、细胞-细胞间隙电阻、细胞-ITO电极间隙电阻变化。本文发展了基于DEP-ITO电极的细胞阻抗传感器结构简单,可实现细胞形态学和阻抗信息的双通道获取,未来可用于细胞生理病理学行为和药物细胞毒性研究。

共沉淀法制备高比表面积的铟锡氧化物超细粉末

采用化学共沉淀法制备铟锡氧化物超细粉末, 并用差热分析仪测定铟锡氧化物前驱体的分解温度、用X射线衍射分析其晶型, 用透射电镜观察颗粒的大小和形貌, 用自动吸附仪测量颗粒的比表面积;对分散剂的添加及添加方式、煅烧温度等因素对产品性能的影响也进行研究. 研究结果表明: 在抽滤洗涤共沉淀凝胶时用Na2SiO3做分散剂润洗, 然后在700 ℃下煅烧2 h, 可以得到粒度为20～30 nm、比表面积达150 m2/g、分布均匀、结晶性好的铟锡氧化物超细粉末.

铟锡氧化物纳米晶的溶胶凝胶法合成

用溶胶凝胶法以SnCl4·5H2 O和铟为原料 ,制备出了铟锡氧化物 (SnO2 ·In2 O3)的二元氧化物纳米粉末 ,并用差热分析 (DTA)、X 射线衍射 (XRD)、透射电镜 (TEM)分析了氧化物的相组织和形态 .结果表明 ,所得SnO2 ·In2 O3 为纳米晶 ,主要晶型为四方锡石结构 ,微晶颗粒近似球形 ,粒径为 5～ 2 0nm ,In2 O3 为非晶物质 .

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。

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。

铟锡氧化物纳米粉的显微结构

采用化学共沉淀法制备了立方结构的铟锡氢氧化物纳米粉。２５０℃热处理后铟锡氢氧化物由晶态转化为非晶态，然后随着温度升高逐渐转变为具有立方结构的铟锡氧化物纳米粉。６００℃热处理１ｈ后粉末粒度为１０～２０ｎｍ，铟锡质量比接近９∶１。铟锡氧化物颗粒接近球形，分散性好。

铟锡氧化物纳米网的微波法制备及其光催化特性研究

稀散金属铟主要富集于硫化矿物中,少量存于锡石矿中,提取不易[1].铟广泛作为液晶显示用的透明导电膜ITO(In2O3/SnO2),近年来,随着电子工业的快速发展,铟锡氧化物纳米材料的研究成为人们关注的热点[2].纳米ITO可用作隐身材料、太阳能电极材料和收集器等,具有优异的性能和十分诱人的研究前景.Kim等[3]以In(NO3)3·xH2O和SnCl4·xH2O为原料,用共沉淀法合成了立方结构的纳米ITO粉.但目前使用微波辐射制备铟锡氧化物网状纳米粉体尚未见文献报道.

氯离子与铟离子的总浓度比对铟锡氧化物前驱体(氢氧化物)粒径的影响

用络盐法制备了铟锡氧化物(ITO)纳米粉末．通过对铟和锡的络合盐[(NH4)2InCl5·H2O和(NH4)2SNCl6]的制备研究,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研究了络离子对ITO前驱体(氢氧化物)粒径的影响．提出了络离子对纳米ITO粉末粒径的影响原理:络离子的存在,降低了反应初始溶液中游离In3+和Sn4+的浓度,有利于纳米级ITO粉末的生成．通过XRD和激光粒度仪对ITO前驱体(氢氧化物)进行了表征．

基材温度对铟锡氧化物膜结构与电性能的影响

采用阴极磁控溅射法 ,在不同基片温度 (180～ 30 0℃ )条件下镀覆铟锡氧化物 (ITO)透明导电膜 .由X射线衍射分析试样结构随温度的变化 ,并测试了样品的方块电阻、电阻率、Hall迁移率、载流子浓度等电性能和膜层的可见光透过率 .基片温度为 180℃时 ,ITO膜 (2 2 2 )衍射峰很强 ,具有 [111]方向择优取向 ;随温度的升高 ,(40 0 )、(44 0 )衍射峰增强 ,晶面随机取向增加 ,同时晶粒变大 ,电阻率降低 .30 0℃时晶粒尺寸为 43 .5nm ,电阻率为 6 .8× 10 - 5 Ω·cm .

基于聚吡咯-铟锡氧化物微电极的细胞阻抗生物传感器构建及细胞生物学行为信息检测

采用光刻技术蚀刻感光干膜绝缘层制备铟锡氧化物(ITO)微电极,采用循环伏安法在ITO微电极表面电沉积聚吡咯(PPy)膜制备PPy-ITO微电极。用电化学阻抗谱技术考察PPy膜厚度对PPy-ITO微电极阻抗特征的影响,人肺癌细胞株A549粘附增殖实验考察PPy-ITO电极细胞生物相容性。以PPy-ITO微电极为传感电极,通过电化学阻抗谱技术和等效电路拟合技术对A549细胞粘附增殖及上皮间充质转变(EMT)过程进行检测和分析。结果表明,与裸ITO微电极相比,在最优参数下制备的PPy-ITO微电极(电沉积5个循环)具有更优的电化学阻抗性质和细胞生物相容性。基于PPy-ITO微电极的细胞阻抗生物传感器能够解析A549细胞粘附增殖及EMT过程中细胞质膜电容、细胞-细胞间隙电阻、细胞-聚吡咯膜间隙电阻变化检测。

基于RGD多肽掺杂聚吡咯-铟锡氧化物的仿生微电极构建及用于细胞生物学行为的电化学阻抗谱检测

构建一种基于RGD多肽分子掺杂聚吡咯膜修饰的铟锡氧化物微电极(PPy/RGD-ITO),并以此作为传感电极实现细胞生物学行为的电化学阻抗谱检测。采用光刻技术蚀刻感光干膜绝缘层制备ITO微电极;以含RGD模体的多肽分子作为吡咯电聚合唯一的掺杂阴离子,通过电化学共聚合方式在ITO微电极表面沉积PPy/RGD复合膜形成PPy/RGD-ITO微电极;原子力显微镜(AFM)、接触角测量仪和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分别表征PPy/RGD复合膜的表面拓扑形貌、湿润性和组成成分;人肺癌细胞株A549铺展、粘附及增殖实验考察了PPy/RGD复合膜与细胞间的相互作用;以构建的PPy/RGD-ITO微电极作为传感电极,通过电化学阻抗谱技术对A549细胞粘附增殖行为及天然抗癌药物分子重楼皂苷I的细胞毒性进行了分析。结果显示,通过简单的电化学共聚合成功将RGD分子掺杂进PPy膜内,且PPy/RGD复合膜具有优异的表面物理性能;PPy基质膜内掺杂的RGD分子保留其生物活性,相比裸ITO电极和聚4-苯乙烯磺酸钠(PSS)掺杂的PPy膜,PPy/RGD复合膜能更好地促进A549细胞的铺展、粘附和增殖;由于PPy/RGD-ITO微电极表面A549细胞形态学变化可改变电极系统的阻抗谱特征,因此通过电化学阻抗谱技术可解析A549细胞粘附增殖行为学信息,同时可定量分析重楼皂苷I细胞毒性。因此,通过简单的电化学共聚合方法将生物活性RGD分子掺杂进PPy膜内制备出的PPy/RGD膜具有优良的生物相容性,可作为一种重要的仿生电极修饰材料用于构建电子系统和细胞生物学系统的耦合界面,未来可应用于细胞生物学行为及药物筛选研究。

水热法无氯制备铟锡氧化物纳米颗粒

以稳定的铟锡乙酰丙酮配合物为原料,采用水热法合成了铟锡氧化物(In_2Sn_(1-x)O_(5-y))纳米颗粒。铟锡乙酰丙酮配合物的使用未引入Cl^-,缩短了合成过程,减少了纳米粒子的团聚,降低了纳米粒子的大小,并提高了纳米粒子的纯度。改性后的纳米粒子加速了In_2Sn_(1-x)O_(5-y)的烧结,当煅烧温度为1400℃时,其相对密度达到了96.4%。

煅烧铟锡氢氧化物和氯化钠混合粉末制备铟锡氧化物纳米粉体

铟锡氧化物(ITO)是一种重要的半导体材料,制备团聚轻、颗粒细小的ITO纳米粉体具有重要的意义。在500℃下煅烧铟锡氢氧化物[Sn:In(OH)3]和NaCl的混合粉末2h,然后冷却并经过水洗制备ITO纳米粉体。XRD和TEM研究结果表明,利用NaCl颗粒能有效阻止纳米粉体硬团聚的形成。ITO纳米粉体结晶良好,平均颗粒尺寸为18nm,尺寸分布窄、团聚轻。本工艺为合成无机纳米粉体提供了一种新的方法。