透明导电氧化物材料的研究现状
AZO演讲稿解析
林锑杭
本PPT内容纲要
一、TCO及其应用与发展历史 二、ZnO及AZO介绍 三、AZO薄膜制备 四、AZO工艺参数与性能分析
个人水平有限，难免有错误和忽略，望批评指正~~~
1.1 TCO应用
透明导电玻璃
1.1 TCO应用
透明导电氧化物（Transparent Conduetive Oxide,简称TCO）薄膜具有 禁带宽度大（Eg在3.0eV左右）、导电性 好、可见光区透过率高（﹥80%），红外 光区反射率高等光电特性，被广泛用于平 板液晶显示技术、太阳能电池、压电转换 器件及其他的光电器件领域。
3.2 磁控溅射工艺
溅射是利用荷能粒子轰击固体靶材, 使靶材 原子或分子被溅射出来并沉积到衬底表面的一种 工艺。靶材可选用金属靶和陶瓷靶。 优点：磁控溅射制备法具有沉积速率高、基片温 度低、成膜黏附性好、易控制、成本低、适合大 面积制膜的优点, 仍是目前研究最多、最成熟、 应用最广泛的AZO 薄膜制备技术。
1.3 TCO特点
①对可见光透射率
②电导率高 ③红外光区反射率高
1.4 透明导电薄膜的种类
金属膜、金属氧化物膜、其它化合物膜、 高分子膜、复合膜等
In2O3:Sn(ITO)、In2O3:Mo(IMO)、 SnO2:Sb(ATO)、SnO2:F(FTO)、 ZnO:Al(AZO)
1.5 ITO、FTO与ZnO
2.2 AZO导电机理
纯ZnO薄膜是本征半导体, 虽然在一定 温度下, 总有一些电子获得足够的能量, 从 价带跃迁到导带, 成为导带的自由电子, 同 时价带出现等数量的空穴, 但由这种激发产 生的平衡载流子数量很少, 所以纯ZnO薄膜 导电性很差, 几乎不导电。
2.2 AZO导电机理
《磁控溅射法制备透明导电氧化物薄膜及其性能研究》
《磁控溅射法制备透明导电氧化物薄膜及其性能研究》一、引言透明导电氧化物薄膜作为一种重要的功能材料，在光电、电磁、热学等领域具有广泛的应用。
近年来，随着科技的发展，透明导电氧化物薄膜的制备技术也在不断进步。
其中，磁控溅射法因其制备工艺简单、薄膜质量高、可重复性好等优点，成为制备透明导电氧化物薄膜的常用方法之一。
本文将详细介绍磁控溅射法制备透明导电氧化物薄膜的过程，并对其性能进行研究。
二、磁控溅射法制备透明导电氧化物薄膜2.1 实验材料与设备实验材料主要包括靶材（如氧化锡、氧化铟等）、基底（如玻璃、石英等）以及氩气等。
实验设备为磁控溅射镀膜机，该设备具有高真空度、高溅射速率、低损伤等特点。
2.2 制备过程（1）将基底清洗干净，放入磁控溅射镀膜机中；（2）将靶材安装在磁控溅射镀膜机的靶材托盘上；（3）将氩气通入磁控溅射镀膜机内，调整气压至合适范围；（4）开启磁控溅射镀膜机的电源，调节溅射功率和溅射时间；（5）当靶材表面开始发生溅射现象时，基底上的透明导电氧化物薄膜开始沉积；（6）在设定的时间结束后，关闭电源，停止溅射。
2.3 工艺参数优化在实验过程中，可以通过调整磁控溅射镀膜机的工艺参数（如溅射功率、溅射时间、工作气压等），来优化透明导电氧化物薄膜的制备过程。
在实验过程中，需要控制好各参数的配合关系，以获得最佳的薄膜质量和性能。
三、性能研究3.1 结构性能研究通过X射线衍射（XRD）技术对制备的透明导电氧化物薄膜进行结构分析。
通过XRD图谱可以确定薄膜的晶体结构、晶格常数等参数。
此外，还可以利用扫描电子显微镜（SEM）观察薄膜的表面形貌，分析薄膜的致密性和颗粒大小。
3.2 电学性能研究通过四探针法测量透明导电氧化物薄膜的电阻率、方块电阻等电学性能参数。
同时，还可以通过霍尔效应测试等方法研究薄膜的载流子浓度、迁移率等电学性质。
通过这些研究，可以评估薄膜的导电性能及其在器件中的应用潜力。
3.3 光学性能研究通过紫外-可见光分光光度计（UV-Vis）测量透明导电氧化物薄膜的光学性能参数，如透光率、反射率等。
透明导电薄膜 (TCO)之原理及其应用发展
偏光板
Display Application
OLED
Display Application
PDP
Touch Panel
Solar cell
Electrochromic Window (電致變色玻璃)
常用TCO之應用
ITO及TCO 薄膜未來需求之課題
➢高透光率ITO玻璃 ➢極低面電阻&高穿透率之研究 ➢超平坦透明導電膜 ➢在塑膠基板成膜(室溫成膜) ➢靶材回收
各種TCO材料-ZnO系透明導電膜
主要成員：ZnO (3~5 ×10-4 Ω-cm) ZnO:In (IZO) (2~4 ×10-4 Ω-cm )、 ZnO:Ga(GZO) (1.2×10-4 Ω-cm)、 ZnO:Al (AZO) (1.3×10-4 Ω-cm)、 ZnO:Ti
特點：1. ZnO礦產產能大。 2. 價格比ITO 便宜(> 200% cost saving) 。 3. 部分AZO靶材可在100% Ar環境下成膜，製程控制容易。 4. 耐化性比ITO 差，通常以添加Cr、Co 於ZnO系材料中來 提高其耐化性。
1970年代，以Evaporation 及Sputtering 方式沉積InOx及ITO.
1980年代，磁控濺鍍﹙magnetron sputtering﹚開發，使低溫沉膜製程， 不
論在玻璃及塑膠基板均能達到低面阻值、高透性ITO薄膜.
1990年代，具有導電性之TCO陶瓷靶材開發，使用DC 磁控濺鍍ITO， 使
參考文獻
➢工業材料雜誌256期 ，廖鎔榆 / 工研院材化所 ➢材料最前線/材料世界網 ，吳金寶/工研院材化所 ➢工業材料雜誌第255期 ，劉秀琴、張志祥/工研院材化所
➢儀科中心簡訊 85 期 ，真空技術組 潘漢昌。 ➢氧化鋅-鋁多層膜之結構與光電特性研究，林正偉。 ➢http://163.23.218.33/c49-1149554558 ➢以濺射共沉積法成長Cu2O：Al 之P 型透明導電膜研究，邱俞翔、施佑杰、戴淵竣、包正綱。
超薄金属透明导电膜及其应用研究进展
MATERIALS REPORTS
2019 ,VoI.33, No.6 www. mater-rep. com
超薄金属透明导电膜及其应用研究进展
透明导电薄膜用Sb掺杂SnO2光电特性研究[设计+开题+综述]
![透明导电薄膜用Sb掺杂SnO2光电特性研究[设计+开题+综述]](https://img.taocdn.com/s3/m/d556f4366529647d2628521c.png)
开题报告电子信息科学与技术透明导电薄膜用Sb掺杂SnO2光电特性研究一、选题的背景与意义近年来，随着科技的进一步发展，太阳能电池，高分辨率，大尺寸平面显示器，节能红外反射膜等广泛应用，对透明导电膜的需求越来越大。
透明导电膜主要用于透明电极、屏幕显示、热反射镜、透明表面发热器、柔性发光器件、液晶显示器等领域。
这就要求透明导电膜不但要有好的导电性，还要有优良的可见光透光性。
根据材料的不同，透明导电膜可分为金属透明导电薄膜，氧化物透明导电膜、非氧化物透明导电薄膜及高分子透明导电薄膜。
当前，氧化物及其复合氧化物薄膜的研究十分引人关注。
本课题主要研究的是Sb掺杂SnO2（简称ATO）体系。
ATO主要成分的SnO2因其优良的光电性能而被广泛应用于透明导电、固态气体传感器及催化等领域。
在透明导电膜中，SnO2因其优异的光电性能已被广泛应用，二氧化锡膜是较早获得商业应用的透明导电材料之一，SnO2是透明n 型宽禁带半导体材料，其Eg＝3.6 eV（300 K），纯SnO2的电阻率通常较高，其载流子浓度由氧空位决定，在SnO2中掺入少量的Sb离子能大幅度降低SnO2的电阻率并保持良好的透光性。
而随着电子工业以及相关高新技术产业的高速发展，具有半导体特性金属氧化物导电粉末尤其是超细粉末（如掺杂锑的氧化锡）由于其独特的稳定性和广泛的应用领域而得到迅速发展。
ATO（锑掺杂的二氧化锡）是一类新型浅色透明导电粉，它利用锑掺杂取代锡形成缺陷固融体时形成的氧空位或电子作为载流电子导电的。
ATO可做优良隔热粉、导电粉使用。
其良好隔热性能，被广泛的应用于涂料、化纤、高分子膜等领域。
此外作为导电材料，在分散性、耐活性、热塑性、耐磨性、安全性有着其他导电材料无法比拟的优势。
被应用于光电显示器件、透明电极、太阳能电池、液晶显示、催化等方面。
目前制备ATO粉末的方法有多种，主要包括固相法、溶胶-凝胶法、喷雾热解法、金属醇盐水解法、化学共沉淀法、水热法、网络聚合法等等。
氧化锡锑ato电导率
氧化锡锑ATO电导率的研究一、引言氧化锡锑ATO，又名铟锡氧化物（Indium Tin Oxide，ITO），是一种重要的透明导电材料，广泛应用于触控屏、太阳能电池、OLED显示器等领域。
其性能的优劣主要取决于电导率，因此对氧化锡锑ATO电导率的研究具有重要的理论和实际意义。
二、氧化锡锑ATO的结构与性质氧化锡锑ATO是一种混合金属氧化物，由In2O3和SnO2按照一定比例混合而成。
其中，In2O3提供高的电导率，而SnO2则可以改善其光学性能和稳定性。
氧化锡锑ATO具有良好的透明性和导电性，是目前最常用的透明导电膜材料之一。
三、影响氧化锡锑ATO电导率的因素1. 成分比例：In2O3和SnO2的比例直接影响ATO的电导率。
通常情况下，In2O3含量越高，电导率越高。
2. 制备方法：不同的制备方法会对ATO的微观结构产生影响，从而影响其电导率。
例如，溅射法制备的ATO薄膜的电导率通常高于溶胶-凝胶法制备的ATO薄膜。
3. 热处理条件：热处理温度和时间会影响ATO的晶粒大小和结晶度，进而影响其电导率。
四、提高氧化锡锑ATO电导率的方法1. 优化成分比例：通过调整In2O3和SnO2的比例，可以在保证透明度的同时，尽可能提高电导率。
2. 改进制备工艺：采用更先进的制备技术，如磁控溅射、脉冲激光沉积等，可以得到具有更高电导率的ATO薄膜。
3. 优化热处理条件：通过精细控制热处理过程，可以得到具有优异电导率的ATO。
五、结论氧化锡锑ATO作为一种重要的透明导电材料，其电导率的高低对其应用性能有重要影响。
通过对影响ATO电导率的因素进行深入研究，并采取有效措施提高其电导率，将有助于进一步提升其在相关领域的应用价值。
可调的透明导电膜研究进展
最 好 的Ｔ Ｃ Ｏ 材 料 。 因此 ， 我 们 认 为 要 进 一 步 降低 透 明 导 电薄 膜 的 电阻 率 ，提 高 其 光 学 性 能应另辟蹊 径 。 从 导 电 的 角 度 看 ， 金 属 导 电 性 好 ， 如
Ａ ｇ 和Ｃ ｕ 的 电阻率 Ｌ ￣ Ｉ Ｔ Ｏ的 低 近 两 个 数 量 级 ，
利 在 处 理 紫 外 固化 冷 却 中 采 用 风 冷 ， 透 紫 外 窗采 用 的是 无 镀 膜 的石 英 玻 璃 盘 。 又 如 上 海 海 晶 电子 有 限 公 司 液 晶 紫 外 固化 炉 虽 然 有 风 冷 系 统 ， 但 紫 外 固 化 炉 的 温 度 有 时 可 高 达 ８ Ｏ ℃ ，这 样 易 使 液 晶 的保 护 贴 片 因 高温 加 热 而 发 生 粘 连 。风 冷 虽 然 成 本 较 低 ，但 风 冷 容 易 造 成 飘 移 ，而 且 冷 却 效 率 不 佳 ；其 二 ： 水 冷 却 ， 在 灯 管 外 加 装 水 套 ， 该 方 法 效 果 较 好 ，但 成 本 较 高 ，还 可 能发 生 泄 漏 。总 之 ， 传 统 的 单 一 的风 冷 和 水 冷 虽 然 带 走 了紫 外 光 源 的 大 部 分 热 量 ，但 冷 却 效 果 并 不 很 理 想 ， 且 定位 性 差， 结 构 不 紧凑， 尤其 当 光源 与产 品 之 间 的 热 量 非 常集 中时 ，上 述 的冷 却 方 法 不 能很有 效地将这些有 害热量带走 。 近３ Ｏ 年 来 传 统 热 镜 的相 关 研 究 在 节 能 建
然 而 金 属 一 般 只 有 当 其 厚 度 低 于２ ０ ｎ ｍ时 才 透 光 。若 选 用 厚 度 ＜２ ０ ｎ ｍ的 高 导 电 性 能 的 Ａ ｇ 金属 （ Ｍ） 作 为 导 电层 ， 然 后 在Ａｇ 膜 的两 侧 均 沉 积 一 层 一 定 厚 度 ｄ（ 纳 米 数 量 级 ） 的 高 折 射 率ｎ 和 电 阻 率 ｐ的介 质 膜 （ Ｄ） 。 从 薄 膜 干 涉 理 论 得 知 ， 当膜 的 厚度 是 入 射 光在 该
TCO
透明导电氧化物(transparentconductiveoxide简称TCO)薄膜主要包括In、Sb、Zn 和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料，具有禁带宽、可见光谱区光透射率高和电阻率低等共同光电特性，广泛地应用于太阳能电池、平面显示、特殊功能窗口涂层及其他光电器件领域。
透明导电薄膜以掺锡氧化铟(tindopedindiumoxide简称ITO)为代表，研究与应用较为广泛、成熟，在美日等国已产业化生产。
近年来ZnO薄膜的研究也不断深入，掺铝的ZnO薄膜(简称AZO)被认为是最有发展潜力的材料之一。
同时，人们还开发了Zn2SnO4、In4Sn3O12、MgIn2O4、CdIn2O4等多元透明氧化物薄膜材料。
TCO薄膜的制备工艺以磁控溅射法最为成熟，为进一步改善薄膜性质，各种高新技术不断被引入，制备工艺日趋多样化。
本文综述以ITO和AZO为代表的TCO薄膜的研究进展及应用前景。
一、TCO薄膜的发展TCO薄膜最早出现于20世纪初，1907年Badeker首次制成了CdO透明导电薄膜，引起了人们的较大兴趣。
但是，直到第二次世界大战，由于军事上的需要，TCO薄膜才得到广泛的重视和应用。
1950年前后出现了SnO2基和In2O3基薄膜。
ZnO基薄膜兴起于20世纪80年代。
相当长一段时间，这几种材料在TCO薄膜中占据了统治地位。
直到上世纪90年代中期，才有新的TCO薄膜出现，开发出了多元TCO薄膜、聚合物基体TCO薄膜、高迁移率TCO薄膜以及P型TCO薄膜。
而SnO2基和In2O3基材料也通过掺加新的元素而被制成了高质量TCO薄膜。
最近，据媒体报导，美国俄勒冈大学研究人员对TCO材料的研究取得重大突破，他们研制出一种便宜、可靠且对环境无害的透明导电薄膜材料。
该材料可用于制作透明晶体管，用来制造非常便宜的一次性电子产品、大型平面显示器和可折叠又方便携带的电器。
科学家称，这项研究成果将引导新产业和消费领域的发展。
透明导电氧化物镀膜玻璃的光伏应用前景
Ｔ Ｏ Ｃ 玻璃 、 掺杂氟 的二 氧化 锡 （Ｔ － Ｆ Ｏ ＴＣ 玻璃 、 铝 氧化 锌 透 明导 电膜 Ｏ） 掺 （ Ｏ ＴＣ 玻璃 。 Ｃ 玻璃 的种类 ＡＺ － Ｏ） Ｔ Ｏ 及其在各方 面的区别详见表 ｌ 。
（）Ｔ － Ｃ 玻 璃 １ Ｉ ＴＯ Ｏ
（ ｇ ｅｒｎ ｓｕｔｒ ｇ技术开发成 ｍａ ｎｔｏ ｐ ｔ ｉ ） ｅｎ
功 ， 过 使 用 低 温 沉 膜 制 程 ， 论 在 通 不
向导 电性 能 ， 以必须利用ＴＣ 玻璃 所 Ｏ 来 收集 电池 的电流 ， 由于ＴＣ 玻璃 又 Ｏ 对 光 的高 透过 性和 减反 射性 ， 能够 让
大 部分 阳光 进入 吸收层 ， 以ＴＣＯ玻 所 璃 是 薄 膜 太 阳 能 电池 不 可 或 缺 的 重 要组 成部 分 。
明导 电性应 用材 料 主要 以Ｉ ＴＯ为 主 ， 因此磁控溅镀Ｉ ＴＯ－ ＣＯ玻璃成为透 Ｔ 明导 电应用材料市场上 的主流产 品。
简 介
１透明导电氧化物镀膜玻璃的定义 ．
透明导 电氧化物镀膜 （ｒ ｔ ｒ ｔ Ｔ ａｓ ｅ ￣ ｎ
Ｃｏ ｕ ｔｖ Ｏｘｉ ｅ， ｎｄ ｃ ｉ ｅ ｄ ＴＣＯ） 玻璃 ， 是 在 平 板 玻 璃 表 面通 过物 理 或 者 是 化 学 镀 膜 的方 法 均 匀镀 上 一 层 透 明
玻璃 ； 按膜层成分 来分 ， 分为Ｉ 则 ＴＯ—
导 电氧 化 物薄 膜 ， 要 包括 铟 （ｎ 、 主 Ｉ） 锡 （ ｎ 、 （ ｎ 和 镉 （ ｄ 氧 化物 及 Ｓ ）锌 Ｚ ） Ｃ ）
其 复 合 多元氧 化物 薄 膜 。 由于 薄 膜太 阳 能 电池 中间 半 导 体层 几 乎 没 有 横
注 ：ｚ Ｎ掺金 的氧化锌 ；ｚ为掺 钡的氧化锌 ；ＰＶ ￣常压化 学气相沉 积法 ；ＶＶ ￣低压化 学气相 沉积法 ；Ｌ ＠脉冲激光沉 积法。 ｏｏ Ｂｏ ＡＣＤ／ ＬＣＤ／ ＰＤ
溶胶-凝胶法制备ZAO透明导电氧化物薄膜的研究进展
制 备 Ｚ Ｏ 薄 膜 的方法 很 多 ， Ａ 一般 来说 用于 制备 其他透 明导 电氧化物 薄膜 的方法 均可 用于制备 Ｚ ＡＯ 薄膜 。主 要包 括 ： 控 溅射 法 、 冲 激光沉 积法 、 磁 脉 溶 胶 一凝胶 法 、 化学 气 相沉 积 法 、 喷涂 热分 解法等 旺ｏ １
维普资讯
工材料 ２０ ｏ． ０８ Ｎ １
徐模辉等： 溶胶一 凝胶法制备 Ａ ０蓬 曼皇 塑蔓堕 窒 堡
兰
溶 胶 一凝 胶 法制 备 Ｚ ＡＯ 透 明 导 电 氧 化 物薄 膜 的研 究进 展
徐 模辉 ，王 华
（ 林 电子 科技 大 学 ａ 信 息与 通 信学 院 ；ｂ 信 息材 料 科学 与工 程 系 ， 广西 桂 林 桂 ． ． ５ １０ ） ４０４
摘 要 ： 胶 一凝 胶 法是 一 种 高 效 的制 膜 技 术 。本 文综 述 了溶 胶 一 胶 法 制备 氧 化 锌 铝 （ Ａ 透 明导 电 溶 凝 Ｚ Ｏ）
氧化物薄膜（ Ｏ） ＴＣ 的原理 、 特点及研究进展， 指出了采用溶胶 一凝胶法制备 Ｚ Ｏ薄膜今后急需解决的 Ａ
问题 。
关 键词 ： 胶 一凝 胶法 ； 溶 氧化 锌铝 （ Ａ ； 明 导 电氧化 物 薄 膜 （ Ｃ Ｚ Ｏ）透 Ｔ Ｏ）
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｓ ｌｇｅ ｍ ｅ ｈｏｄ ｓ ｖ ｒ ｅ ｆ ｃ ｅ ｔ ｓｒ ｃ ： ｏ— ｌ ｔ ｉ ａ ｅ ｙ ｆ ｉ ｉ ｎ ｍ ｅ ｈｏ ｔ ｄ， Ｗ ｈｉ ｈ ｓ ｃ ｉ Ｗ ｉ ｌ ｕ ｅ ｔ ｐ ｅ ｒ ｎ ｄｅ ｙ ｓ ｄ ｏ ｒ ｐａ ｉ ｇ ｔ ｉ ｆ ｌ ｓ Ｔｈ ａ ａ ｅ ｉ ｔ ｐｒ ｐａ ａ ｉ ｎ ｈ ｎ ｉｍ ． ｅ ｄｖ ｎｃ ｓ ｎ ｈｅ ｅ ｒ ｔ ｏ ｏｆ ＺＡ Ｏ ｈｉ ｆ ｌ ｓ ｙ ｏｌｇ ｌ ｅ ｈｏ ａ ｗ ｅ ｌ ｔ ｎ ｉｍ ｂ ｓ — ｅ ｍ ｔ ｄ ｓ ｌ ａ ｉ ｓ ｓ ｔ ｐｒ ｎ ｉ ｅ ａｎ ｃ ｒ ｃ ｅ ｉ ｔｃ ａ ｅ ｒ ｅ ｌ ｅ ｉ ｗ ｅ ｉ ｃ ｐｌ ｄ ｈａ ａ ｔ ｒ ｓ ｉ ｓ ｒ ｂ ｉ ｆ ｙ ｒ ｖ ｅ ｄ． Ａ ｔ ｈ ｅ ｄ ｏｆ ｈ ｓ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｐａ ｅ ， ｅ ｉ ｔｎｇ ｐ ｒ ｘ ｓｉ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒ ａ ｓ ｐｏｉ ｔ ｄ ｕ ． ｒ ｂｌ ｍ ａ ｅ ｌ ｏ ｎ ｅ ｏ ｔ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｏｌ ｌ ｅ ｈ ｙ ｒ ｓ ｓ — ｍ ｔ ｏｄ； ｇｅ ＺＡ Ｏ ； ｒ ｎｓ ｒ ｎｔ ｏｎ ｕ ｔ ｎ ｔ ｉ ｆ ｌ ｔ ａ ｐａ ｅ ｃ ｄ ｃ ｉ ｇ ｈ ｎ ｉ ｍ
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０ 引言
随着社 会信 息化 的发展 和世 界能 源危机 日益
突出， 平板 显示 行业 和 太 阳能 电池 行业 得 到 了长
（ Ｉ Ｔ Ｏ） 的 出现 ． 自此 ， 新型 Ｔ Ｃ Ｏ材 料层 出不 穷 ， 应
用最 广 的是 Ｓ ｎ Ｏ ， Ｉ ｎ Ｏ ３ 和Ｚ ｎ Ｏ基 材料 ， 其 中铝掺
１ Ｉ Ｔ ｏ 的研 究现 状
１ ． １ Ｉ Ｔ Ｏ 薄膜 的研 究现 状
对可 见光有 很 强 的吸 收作 用 ， 从 而 会 大 大降 低 透 过率 ； 材料 要保持 良好 的可见 光透光 性 ， 其 等离 子 频 率就 要低 于可 见 光 频率 ， 而等 离 子频 率 随 载 流 子 浓度 的增 加而增 加 ， 从 而 限制 了材 料 的导 电性 ．
Ｅ－ ｍ ａｌ ｌ ： ｘ ｇ ＠ ｅ ｔ ｉ ｅ ｅ ． ｎ ｅ ｔ ．
第 ５期
向光， 等： 透明导 电氧化物材料 的研 究现状
９ ５
Ｉ ｎ ２ Ｏ，
Ｉ ｎ３
２＿
＋ （ Ｉ ｎ ¨． ２ ｅ ） ０ ； ： ＋ 詈 ０ Ｔ
（ ２ ）
均 方根粗 糙 度从 ３ ． ２降为 １ ． ２ ｎ ｍ；
有机 统一起 来 ． 透 明导 电薄 膜按 材 料 不 同可 分 为 金属 透 明导 电薄 膜 、 Ｔ Ｃ Ｏ薄 膜 、 非 氧化 物 透 明 导
电薄 膜及 高分子 透 明导 电薄膜 ． 其中 Ｔ Ｃ Ｏ薄膜 因 其优 异 的光 电综 合性 能和化 学稳 定性 而成为 透 明 导 电 电极 的最佳 选 择 ． 其 可 见光 透 过 率 一般 要 高 于８ ０ ％， 电阻率不 高 于 １ ０ ｎ・ ｃ ｍ， 即透 明导 电 电极 材料 的载 流子浓 度 不低 于 １ ０ 加ｃ ｍ～， 禁 带 宽 度 大约为 ３ ｅ Ｖ左 右． 最早 报道 的 Ｔ Ｃ Ｏ薄膜是淡 黄
（ ４ ） 离子源处理． 离 子 源 处 理 技 术 类 似 于抛
光， Ａ ｒ 离 子处 理 类 似 机 械 抛 光 ， Ｏ离 子 的作 用 又 类 似 于化学 抛光 ， 通 过 改 变 气 体 可实 现 表 面粗 糙
杂 氧化锌 （ Ｚ Ａ Ｏ） 被 认 为是 最 有 希 望替 代 Ｉ Ｔ Ｏ 的 Ｔ Ｃ Ｏ材料 ． 本文综述 Ｔ Ｃ Ｏ材 料 的研 究 现 状 ， 重 点 介 绍
Ｉ Ｔ Ｏ和 Ｚ Ａ Ｏ， 并就 Ｔ Ｃ Ｏ材 料 目前 发展 的方 向及 面
足 的发展 ． 透 明导 电氧 化 物 （ Ｔ Ｃ Ｏ） 薄 膜作 为 平 板 显示 器和太 阳能 电池 的主要 电极材料 ， 成为人们 的
泛 应用 始 于 ２ ０世 纪 ６ ０年 代 末 锡 掺 杂 氧 化 铟
Ｉ ｎ ２ Ｏ ３ ＋ ｘ Ｓ ｎ
氧空位 ：
Ｉ ｎ ｉ ： （ Ｓ ｎ ・ ｅ ） Ｏ ３ ＋ ｘ ｌ ｎ
（ １ ）
米 收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ５ — １ ２
作者简介 ： 向光 （ １ ９ ５ ６一） ， 男， 高级工程师 ， 学士 ， 主要从 事无料 的 研 究 现 状
向光 ， 王 华 林
（ １ ． 广 东 凯盛 光 伏 技 术 研 究 院 有 限 公 司 ， 广东 佛 山 ５ ２ ８ １ ３ ７ ；２ ． 大连 交通 大 － ９ 材料科 － ９与工程学 院， 辽 宁
大连 １ １ ６ ０ ２ ８ ） 米
决定 了其 低 电阻 、 高透 过率 等众多性 能 ， 其 电阻率
约１ ０ Ｑ・ ｃ ｍ， 可 见 光透 过 率 ８ ５ ％ 以上 ． Ｉ Ｔ Ｏ导 电机 理有 二 ： 首先 ， 四价 ｓ ｎ替代 三价 的 Ｉ ｎ会 多 出
一
个 电子 ， 这 个 电子是 弱束缚 的 ； 另外 ， 氧空 位 的
研 究热点 ， 人们对 Ｔ Ｃ Ｏ材料 的需求也越来越大． 透 明和导 电从 物 理 角度 来 看 是相 互 矛盾 的．
临 的挑 战进行 了分析讨 论．
为使 材料具 有 良好 的导 电性 ， 就 必 须 具有 较 高 浓
度 的载流子 （ 自有 电子 或 空穴 ） ， 而 高浓 度 载流 子
透 明导 电薄膜 正是 在 这 种矛 盾 的 基础 上 ， 使 二 者
Ｉ Ｔ Ｏ是 铟 锡 氧 化物 的简 写 ， 也 称 为 掺 锡 氧 化
铟， 是一种 宽禁 带透 明导 电材 料 ， 是 ｎ型 半 导体 ． 与Ｉ ｎ Ｏ 一样， Ｉ Ｔ Ｏ是 体 心立 方 铁锰 矿 结 构 ， 其 中 部分 Ｉ ｎ原子 被 ４价 的 Ｓ ｎ替 代 ， 而它 的这 种 结 构
摘
要： 阐述 了透 明导 电氧化物材料的研究 现状 ， 重 点介绍 Ｉ Ｔ Ｏ薄膜和靶 材的研究 进展及 Ｚ Ａ Ｏ薄膜 的研
究现状 ， 并就透 明导 电材料发展的方向及 面临的挑 战进行 了分析讨论．
关键词 ： Ｔ Ｃ Ｏ； Ｉ Ｔ Ｏ； Ｚ Ａ Ｏ； Ｉ Ｇ Ｚ Ｏ
文献标识码 ： Ａ
第３ ４卷 第 ５期 ２ ０ １ ３年 ｌ ０月
大 连 交 通 大 学 学 报
Ｊ ０ ＵＲＮＡ Ｌ ０ Ｆ ＤＡＬ Ｉ ＡＮ
Ｖｏ １ ． ３ ４ Ｎｏ ． ５ ０ｃ ｔ ． ２ ０１ ３
Ｊ Ｉ Ａ０Ｔ ０ ＮＧ ＵＮＩ Ｖ ＥＲ Ｓ Ｉ Ｔ Ｙ
文章编号 ： １ ６ ７ ３ — ９ ５ ９ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ ． ０ ０ ９ ４ — ０ ５
产 生会 留下两 个 弱束 缚 的 电子 ． 这 些 弱束 缚 的 电 子 等价 于 自由电子 ， 在 电场 作用下 即可定 向移 动． 导 电机制 的方程 式如 下 ： 替换 掺杂 ：
色的 Ｃ ｄ Ｏ ， 由Ｂ ？ｄ ｅ ｋ ｅ ｒ 于１ ９ ０ ７年发现 ， 其 电阻率 约 １ ． ２ Ｘ １ ０ ｎ・ ｃ ｍｌ １ １ ． Ｔ Ｃ Ｏ材料 在 商 业 上 的广