以光纤为基体液相合成掺锡氧化铟透明导电薄膜

发布时间：2017-05-10 23:15

  本文关键词：以光纤为基体液相合成掺锡氧化铟透明导电薄膜，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：掺锡氧化铟(Indium tin oxide,简称ITO)薄膜是目前应用最为广泛的透明导电薄膜。以石英光导纤维为基体负载ITO薄膜,可以充分利用ITO薄膜的导电性能、透光性能和敏感特性等对光纤进行表面功能化修饰,从而应用于光电器件或者传感器件等领域。本课题提供了一种温和的制备ITO复合光纤的方法,并对该方法制备的ITO纳米颗粒以及ITO复合光纤的光电性能等进行了表征。首先,采用水热法结合煅烧过程成功制备了结晶良好的ITO纳米粉体,研究了水热温度对ITO晶体的影响。发现水热温度会影响ITO晶体结构的改变,随着水热温度升高,会发生In(OH)3向InOOH晶体的相转变过程,煅烧后会得到立方In2O3或者斜方In2O3晶体或者两者的混合物。以水热法制备的ITO纳米粉体为基础制备了ITO复合光纤,发现160℃水热温度下制备的ITO颗粒膜的电阻率最低,为0.8Ω?cm,透光率达到91.7%;其次,采用乙二醇为溶剂,通过一步溶剂热反应制得了单分散ITO粉体,研究了溶剂热反应温度和反应时间对ITO纳米晶体结构和形貌的影响。结果表明,溶剂热温度对ITO晶体的产率有一定影响,而溶剂热时间对晶粒尺寸有一定影响。以溶剂热法制备的ITO纳米粉体为基础制备了ITO复合光纤,发现250℃溶剂热温度下制备的ITO颗粒膜的电阻率最低,为0.8Ω?cm,透光率达到93.1%;最后,通过对溶胶凝胶工艺进行改进,可以使ITO膜的电阻率达到2.7*10-3Ω?cm。对液相法制备的ITO复合光纤进行综合性能比较发现,溶剂热法和水热法制得的ITO膜的导电能力不及溶胶凝胶法,但是光透过率较好;对光纤端发光强度的测试表明,水热法和溶剂热法对光纤导光能力的影响最小,说明这种方法对光纤表面破坏较小,具有一定应用前景。
【关键词】：ITO晶体 水热法 溶剂热法 溶胶凝胶法 石英光纤
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-22
• 1.1 引言9-10
• 1.2 ITO的性能及制备方法10-12
• 1.2.1 ITO的结构与性能10
• 1.2.2 ITO薄膜的制备方法10-12
• 1.3 液相法制备ITO薄膜的研究进展12-19
• 1.3.1 基于纳米微粒制备ITO薄膜的研究进展13-14
• 1.3.2 水热法制备ITO纳米粉体的研究进展14-16
• 1.3.3 溶剂热法制备ITO纳米粉体的研究进展16-18
• 1.3.4 基于溶胶制备ITO薄膜的研究进展18-19
• 1.4 ITO复合光纤的研究进展19-20
• 1.5 本课题的研究目的和内容20-22
• 第二章 水热法制备ITO晶体及其复合光纤性能研究22-37
• 2.1 引言22
• 2.2 实验部分22-25
• 2.2.1 实验原料22-23
• 2.2.2 实验仪器23
• 2.2.3 ITO晶体的水热法制备23-24
• 2.2.4 ITO复合光纤的制备24
• 2.2.5 ITO晶体及复合光纤的性能表征24-25
• 2.3 结果与讨论25-36
• 2.3.1 水热法制备ITO晶体的性质表征25-28
• 2.3.2 水热温度对ITO晶体的影响28-31
• 2.3.3 水热时间对ITO晶体的影响31-32
• 2.3.4 水热法制备ITO晶体的机理探讨32-33
• 2.3.5 水热法制备ITO复合光纤的研究33-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第三章 溶剂热法制备ITO晶体及其复合光纤性能研究37-49
• 3.1 引言37
• 3.2 实验部分37-38
• 3.2.3 溶剂热法制备ITO晶体及其表征38
• 3.3 结果与讨论38-48
• 3.3.1 溶剂热法制备ITO晶体的性质表征38-40
• 3.3.2 溶剂热温度对ITO晶体的影响40-43
• 3.3.3 溶剂热时间对ITO晶体的影响43-44
• 3.3.4 溶剂热制备ITO晶体机理探讨44-45
• 3.3.5 溶剂热法制备ITO复合光纤的研究45-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第四章 液相法制备ITO复合光纤性能比较49-60
• 4.1 引言49
• 4.2 实验部分49-50
• 4.2.1 传统溶胶凝胶法制备ITO复合光纤49
• 4.2.2 改进溶胶凝胶法制备ITO复合光纤49-50
• 4.2.3 ITO复合光纤性能表征50
• 4.3 结果与讨论50-59
• 4.3.1 改进溶胶凝胶法制备ITO复合光纤的研究50-54
• 4.3.2 液相法制备ITO复合光纤的性能比较54-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第五章 结论与展望60-62
• 5.1 结论60-61
• 5.2 展望61-62
• 参考文献62-71
• 攻读硕士学位期间发表论文情况71-72
• 致谢72

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