ITO薄膜紅外低發(fā)射率機(jī)理研究.pdf

1、本文采用直流磁控濺射的方法，在柔性PET基片上制備不同工藝條件下的Indium Tin Oxide(ITO)薄膜材料樣品。利用X射線衍射，臺(tái)階儀，紫外-可見-近紅外分光光度計(jì)，傅立葉紅外光譜儀，霍爾效應(yīng)測試儀等設(shè)備對ITO薄膜樣品的基本結(jié)構(gòu)，可見及紅外波段的光學(xué)性質(zhì)以及電學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征和分析，得到不同工藝參數(shù)對ITO薄膜有關(guān)性質(zhì)可能產(chǎn)生的影響。綜合分析了ITO薄膜結(jié)構(gòu)及光電各種性質(zhì)之間的內(nèi)在聯(lián)系，研究了ITO薄膜材料發(fā)射率機(jī)理及影響因素

2、，主要包括以下工作：
　　一．不同濺射參數(shù)對ITO薄膜性質(zhì)的影響。（1）隨著濺射時(shí)間的增加，薄膜層的厚度呈線性增加，表現(xiàn)出非晶態(tài)的特征。ITO薄膜電學(xué)性能有顯著的提高，電阻率明顯下降，最小值約為4.79×10-3?cm，電學(xué)性質(zhì)提升的主要原因是其載流子濃度的增加。在可見-近紅外波段，薄膜的透過率有一定的減??；在近紅外波段，出現(xiàn)特征吸收峰；吸收率曲線中更加明顯地看出在近紅外波段的特征吸收峰值隨著濺射時(shí)間的增加不斷提高，且向短波段移動(dòng)

3、。在中紅外波段，薄膜到達(dá)一定厚度其透過率可以忽略。（2）隨著濺射功率的增加，薄膜出現(xiàn)了明顯的（400）取向的特征衍射峰。ITO薄膜的電阻率明顯不斷下降，最小達(dá)到1.2×10-3?cm，主要原因是遷移率的增加。在可見-近紅外波段，薄膜透過率有較大程度的下降。在中紅外波段，薄膜的反射率隨著濺射功率的增加不斷增加，最大達(dá)到0.8以上。（3）隨著濺射氣壓的增加，薄膜的厚度出現(xiàn)先增加再減小的變化趨勢，在1.1Pa時(shí)厚度達(dá)到最大值。ITO薄膜的電阻

4、率也出現(xiàn)了先增加再減小的變化。ITO薄膜的光學(xué)性質(zhì)的變化相對其它參數(shù)影響較小，然而還是出現(xiàn)了與電學(xué)性質(zhì)相關(guān)的變化規(guī)律。（4）最為重要的，通過實(shí)驗(yàn)測試和有關(guān)理論分析，得到了ITO薄膜紅外發(fā)射率與其電學(xué)性質(zhì)有著緊密的聯(lián)系，分析 ITO薄膜電學(xué)性質(zhì)就顯得格外重要。
　　二．ITO薄膜晶化情況對其表面和電學(xué)性質(zhì)的影響。非晶態(tài) ITO薄膜的電阻率隨著薄膜體系的表面形貌的變化將有一定的變化，特別在粗糙度增加的情況下，電阻率將出現(xiàn)不同程度的增加

5、；晶化 ITO薄膜的電阻率隨著結(jié)晶的出現(xiàn)和晶化程度的提高將會(huì)很大程度上減小，在對應(yīng)表面形貌上可能出現(xiàn)隨著粗糙度的增加，電阻率下降的情況。結(jié)合ITO薄膜表面形貌，利用Kronig-Penney模型和Neugebauer-Webb模型較好地解釋了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　　三．ITO薄膜光學(xué)能帶結(jié)構(gòu)與其電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)的聯(lián)系。ITO薄膜中可能出現(xiàn)直接和間接躍遷這兩種常見的帶間躍遷形式，而且薄膜的界面和表面形貌對不同的能帶結(jié)構(gòu)具有一定的影響作用。同時(shí)