ATO導(dǎo)電薄膜的溶膠-凝膠法制備及機(jī)理研究.pdf

1、自1907年Bakdeker通過(guò)濺射方法研制出CdO薄膜以后，研究者對(duì)于透明導(dǎo)電薄膜研究的興趣一直在增加，各種薄膜近年來(lái)已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域得到了極大的應(yīng)用。探討有效的薄膜制備工藝發(fā)展新材料，特別是深入研究特定工藝條件下薄膜的形成機(jī)理和導(dǎo)電機(jī)理，不僅是研究的興趣所在，而且是市場(chǎng)的需求驅(qū)使。本論文介紹了金屬氧化物薄膜，特別是銻摻雜二氧化錫（ATO）薄膜的研究現(xiàn)狀以及應(yīng)用領(lǐng)域。根據(jù)當(dāng)前的研究狀況，結(jié)合ATO導(dǎo)電薄膜的應(yīng)用領(lǐng)域的需求，確定了以無(wú)機(jī)金

2、屬鹽氯化亞錫（SnCl2?H2O）和氯化銻（SbCl3）為原料和采用溶膠－凝膠法制備ATO導(dǎo)電薄膜的實(shí)驗(yàn)方案。分別使用X射線衍射（XRD）和掃描電鏡（SEM），系統(tǒng)研究了燒結(jié)溫度、薄膜厚度和摻雜濃度對(duì)ATO導(dǎo)電薄膜物相和微觀結(jié)構(gòu)的影響。闡明在室溫下玻璃基板表面溶膠－凝膠法制備ATO薄膜的原理基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)流程，總結(jié)了ATO導(dǎo)電薄膜制備過(guò)程的具體參數(shù)值。摻雜濃度為10at﹪、浸漬鍍膜4層并在500℃進(jìn)行燒結(jié)后的ATO導(dǎo)電薄膜，其方塊電阻降至1

3、30Ω左右。分析了溶膠－凝膠法制備薄膜的形成機(jī)理和導(dǎo)電機(jī)理，對(duì)薄膜形成過(guò)程進(jìn)行分析，歸納出形成過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)主要有：溶膠制備中的醇解反應(yīng)、浸漬提拉鍍膜中的水解和縮聚反應(yīng)以及干燥和熱處理成膜中的聚合、分解與鍵合反應(yīng)。ATO導(dǎo)電薄膜的性能分析結(jié)果表明適度的摻雜可以改善導(dǎo)電性能，Sb的引入使薄膜的方塊電阻顯著降低。當(dāng)摻雜濃度過(guò)大時(shí)，摻雜離子對(duì)電子的電離雜質(zhì)散射作用造成ATO薄膜的導(dǎo)電性能顯著降低。SnO2晶格的氧空位、5價(jià)Sb雜質(zhì)在SnO2禁