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《ATO透明導(dǎo)電薄膜的制備及光電特性研究現(xiàn)狀綜述【文獻(xiàn)綜述】》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、畢業(yè)設(shè)計文獻(xiàn)綜述電子信息科學(xué)與技術(shù)ATO透明導(dǎo)電薄膜的制備及光電特性研究現(xiàn)狀綜述摘要：本文主要介紹了ATO薄膜的應(yīng)用背景、研究現(xiàn)狀、存在問題以及將來的發(fā)展趨勢，概括了ATO薄膜現(xiàn)有的制備方法和研究成果，特別是ATO的制備工藝條件對薄膜的紫外—可見光透過率以及電阻率的影響，并大膽猜測了將來ATO發(fā)展的方向以及技術(shù)的變革。關(guān)鍵詞：ATO，透明導(dǎo)電膜，摻雜量的影響一．課題研究背景及意義近年來，隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，太陽能電池，高分辨率，大尺寸平面顯示器，節(jié)能紅外反射膜等廣泛應(yīng)用，對透明導(dǎo)電膜的需求越來越大。透明導(dǎo)電膜主要用于透明電極、屏幕顯示、熱反射鏡、透
2、明表面發(fā)熱器、柔性發(fā)光器件、液晶顯示器等領(lǐng)域。這就要求透明導(dǎo)電膜不但要有好的導(dǎo)電性，還要有優(yōu)良的可見光透光性。根據(jù)材料的不同，透明導(dǎo)電膜可分為金屬透明導(dǎo)電薄膜，氧化物透明導(dǎo)電膜、非氧化物透明導(dǎo)電薄膜及高分子透明導(dǎo)電薄膜。當(dāng)前，氧化物及其復(fù)合氧化物薄膜的研究十分引人關(guān)注。本課題主要研究的是Sb摻雜SnO2（簡稱ATO）體系。在氧化物透明導(dǎo)電膜中SnO2因其優(yōu)良的光電性能而被廣泛應(yīng)用于透明導(dǎo)電、固態(tài)氣體傳感器及催化等領(lǐng)域，成為較早獲得商業(yè)應(yīng)用的透明導(dǎo)電材料之一。SnO2是透明n型寬禁帶半導(dǎo)體材料，其Eg＝3.6eV（300K）[1]，純SnO2的電阻率通
3、常較高，其載流子濃度由氧空位決定。ATO（銻摻雜的二氧化錫）是一類新型淺色透明導(dǎo)電粉，它利用銻摻雜取代錫形成缺陷固融體時形成的氧空位或電子作為載流電子導(dǎo)電的。ATO可做優(yōu)良隔熱粉、導(dǎo)電粉使用。其良好隔熱性能，被廣泛的應(yīng)用于涂料、化纖、高分子膜等領(lǐng)域。此外作為導(dǎo)電材料，在分散性、耐活性、熱塑性、耐磨性、安全性有著其他導(dǎo)電材料無法比擬的優(yōu)勢。被應(yīng)用于光電顯示器件、透明電極、太陽能電池、液晶顯示、催化等方面[2]。當(dāng)前對ATO的研究主要集中在兩個方面，一個是電阻率，一個紫外—可見光的透過率。通過摻雜一些元素，比如Sb、In、P，并將三種元素按照一定比例摻雜
4、。使得SnO2薄膜紫外可見光透過率到達(dá)83%，方塊電阻達(dá)38Ω/sq[3]。二．研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢總體來說ATO薄膜制備方法可以分為濕化學(xué)方法成膜和物理方法成膜：濕化學(xué)方法可以分為兩步：1.前驅(qū)體溶膠或分散液的制備：包括溶膠凝膠法、共沉淀法、水熱合成法等；2.成膜方法包括：提拉，噴涂，旋涂、絲網(wǎng)印刷；物理方法成膜的典型代表：磁控濺射，PECVD--等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法。2.1濕化學(xué)成膜法簡介2.1.1前驅(qū)體溶膠或分散液的制備a．溶膠凝膠法溶膠凝膠法簡稱sol-gel法，是以金屬有機(jī)化合物或無機(jī)化合物溶液為原料，經(jīng)水解、縮合反應(yīng)生成溶液中顯示分散
5、流動性的亞微米超微粒溶膠，再將其與超微粒結(jié)合，形成外表層固化凝膠，進(jìn)而加熱形成固體的技術(shù)。目前有兩種較為常用的方法。一種通過錫的醇鹽的水解聚合形成溶膠。這種方法避免了雜質(zhì)的引入但前驅(qū)體成本較高且溶膠的穩(wěn)定性不夠好。另一種方法是由SnCl4·H2O或SnCl2·2H2O及摻雜Sb鹽醇溶液加入堿生成沉淀，然后通過膠溶作用成為前驅(qū)體溶膠，再由該溶膠成膜[4]。溶膠凝膠法具有組分均勻、成本低廉、可大面積成膜等優(yōu)點(diǎn)[3],但是也仍然存在缺點(diǎn)，所制得的薄膜電阻率較高使得薄膜的遠(yuǎn)紅外反射率很低，還不能應(yīng)用于低輻射鍍膜玻璃[5]。b．共沉淀法沉淀法通常是在溶液狀態(tài)下
6、將不同化學(xué)成分的物質(zhì)混合，在混合液中加人適當(dāng)?shù)某恋韯┲苽淝膀?qū)體沉淀物,再將沉淀物進(jìn)行干燥或鍛燒，從而制得相應(yīng)的粉體顆粒?！」渤恋矸ㄊ侵冈谌芤褐泻袃煞N或多種陽離子，它們以均相存在于溶液中，加入沉淀劑，經(jīng)沉淀反應(yīng)后，可得到各種成分的均一的沉淀，它是制備含有兩種或兩種以上金屬元素的復(fù)合氧化物超細(xì)粉體的重要方法[6]。目前共沉淀法制備指出了存在的幾點(diǎn)不足：1)由于Sb3+和Sn4+的離子水解不同步，使得最終制得的ATO粉末未能實(shí)現(xiàn)真正意義上的完全均勻摻雜。2)制備成本較高，并易排放大量廢液。3)SnCl4·H2O和SbCl3在常態(tài)下均易潮解和揮發(fā)，難以準(zhǔn)確
7、計量c．水熱合成法水熱法是指在密閉體系中，以水為溶劑，在一定溫度和水的自身壓強(qiáng)下，原始混合物進(jìn)行反應(yīng)制備微粉的方法。由于在高溫、高壓水熱條件下，特別是當(dāng)溫度超過水的臨界溫度和臨界壓力時，水處于超臨界狀態(tài)，物質(zhì)在水中的物性與化學(xué)反應(yīng)性能均發(fā)生很大變化。一些熱力學(xué)分析可能發(fā)生的，在常溫常壓下受動力學(xué)的影響進(jìn)行緩慢的反應(yīng)，在水熱條件下變得可行[6]。2.1.2濕化學(xué)成膜法鍍膜法概述a．浸漬提拉法浸漬提拉法又稱浸鍍法。就是將預(yù)處理的基片浸入到制備好的溶膠中，然后以一定精確控制的均勻速率將基板平穩(wěn)地從溶膠中提拉出來，在黏度和重力作用下基板表面形成一層均勻的液膜
8、，緊接著溶劑迅速蒸發(fā)，于是附著在基板表面的溶膠迅速凝膠化而形成一層凝膠膜。基片經(jīng)干燥、熱處理得到無機(jī)介孔膜，
