高性能ITO薄膜的制备及其应用研究

发布时间：2023-05-21 22:41

　　氧化铟锡Sn:In2O3(ITO)薄膜作为传统的透明导电材料,具有优良的导电性及透光性,在众多领域得到了广泛应用,是目前世界范围内市场上使用最多的透明导电薄膜。但随着显示技术和柔性电子的发展,目前的商业ITO薄膜面临着新的、更高的要求,如何进一步提高ITO薄膜的性能成为当今学术界研究的一个热点。本文采用钇(Y)稳定的ZrO2(YSZ)作为过渡层,在云母(Mica)衬底上实现了 ITO薄膜的外延生长。通过优化脉冲激光沉积(PLD)的氧压、衬底温度、退火温度等生长条件,获得了性能优异的薄膜材料;结合ITO薄膜的高导电性和云母衬底的高导热性,ITO/YSZ/Mica具有独特的电加热性能,在电热治疗、柔性透明加热器等领域具有潜在的应用前景。论文取得的主要结果和结论如下:(1)在Mica上直接生长获得了 ITO多晶薄膜;引入YSZ过渡层,凭借ITO与YSZ之间的cube-on-cube生长关系,实现了 ITO的择优取向生长,获得了性能优异的外延ITO薄膜。当ITO厚度为500 nm时,其方阻小于10 Ω/sq,透过率可以保持在90%以上,品质因子ΦTC高达54.4×10-3/Ω,同时在1000次...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 柔性透明衬底
        1.2.1 薄玻璃衬底
        1.2.2 聚合物衬底
        1.2.3 云母衬底
    1.3 透明导电薄膜
        1.3.1 新型纳米结构薄膜
        1.3.2 超薄金属膜
        1.3.3 氧化物薄膜
    1.4 ITO薄膜的应用现状
        1.4.1 显示器应用
        1.4.2 太阳能电池
        1.4.3 薄膜加热器
    1.5 本论文的选题依据以及研究意义
第2章 ITO薄膜的制备与表征
    2.1 薄膜制备技术
        2.1.1 脉冲激光沉积技术
    2.2 薄膜的性能表征
        2.2.1 X射线衍射
        2.2.2 原子力显微镜
        2.2.3 扫描电子显微镜
        2.2.4 紫外可见分光光度计
        2.2.5 四探针测试仪
        2.2.6 薄膜弯曲测试
        2.2.7 薄膜加热器加热性能表征
第3章 ITO/YSZ/Mica薄膜的制备与表征
    3.1 天然云母衬底
        3.1.1 ITO/YSZ/Mica薄膜的制备
        3.1.2 ITO/YSZ/Mica薄膜的微观结构表征
        3.1.3 ITO/YSZ/Mica薄膜的光电性能研究
        3.1.4 ITO/YSZ/Mica薄膜的抗弯曲性能
        3.1.5 ITO/YSZ/Mica薄膜的品质因子
    3.2 人造氟晶云母衬底
        3.2.1 ITO/YSZ/Mica薄膜的结构性能表征
    3.3 本章小结
第4章 ITO/YSZ/Mica薄膜加热器的制备与表征
    4.1 前言
    4.2 天然云母基薄膜加热器加热性能表征
        4.2.1 不同厚度薄膜加热器的加热性能表征
        4.2.2 同一厚度薄膜加热器的加热性能表征
        4.2.3 薄膜加热器的稳态温度循环测试
    4.3 氟晶云母基薄膜加热器加热性能表征
        4.3.1 同一厚度薄膜加热器的加热性能表征
        4.3.2 薄膜加热器的稳态温度循环测试
        4.3.3 ITO/YSZ/Mica薄膜加热后的表面形貌
    4.4 本章小结
第5章 ITO/YSZ/Mica薄膜加热器的应用
    5.1 前言
    5.2 天然云母基薄膜加热器用作“沸腾炉”
        5.2.1 “沸腾炉”的制备
        5.2.2 “沸腾炉”烧水实验
    5.3 氟晶云母基薄膜加热器用作“退火炉”
        5.3.1 “退火炉”的制备
        5.3.2 退火工艺对PZT薄膜晶体结构的影响
        5.3.3 退火工艺对PZT薄膜表面形貌的影响
        5.3.4 退火工艺对PZT薄膜铁电性的影响
        5.3.5 退火工艺对ZnO薄膜的晶体结构影响
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3821562