摘要: 本文采用直流磁控溅射的方法，在柔性PET基片上制备不同工艺条件下的Indium Tin Oxide(ITO)薄膜材料样品。利用X射线衍射，台阶仪，紫外-可见-近红外分光光度计，傅立叶红外光谱仪，霍尔效应测试仪等设备对ITO薄膜样品的基本结构，可见及红外波段的光... 展开 本文采用直流磁控溅射的方法，在柔性PET基片上制备不同工艺条件下的Indium Tin Oxide(ITO)薄膜材料样品。利用X射线衍射，台阶仪，紫外-可见-近红外分光光度计，傅立叶红外光谱仪，霍尔效应测试仪等设备对ITO薄膜样品的基本结构，可见及红外波段的光学性质以及电学性质进行表征和分析，得到不同工艺参数对ITO薄膜有关性质可能产生的影响。综合分析了ITO薄膜结构及光电各种性质之间的内在联系，研究了ITO薄膜材料发射率机理及影响因素，主要包括以下工作： 一．不同溅射参数对ITO薄膜性质的影响。（1）随着溅射时间的增加，薄膜层的厚度呈线性增加，表现出非晶态的特征。ITO薄膜电学性能有显著的提高，电阻率明显下降，最小值约为4.79×10-3?cm，电学性质提升的主要原因是其载流子浓度的增加。在可见-近红外波段，薄膜的透过率有一定的减小；在近红外波段，出现特征吸收峰；吸收率曲线中更加明显地看出在近红外波段的特征吸收峰值随着溅射时间的增加不断提高，且向短波段移动。在中红外波段，薄膜到达一定厚度其透过率可以忽略。（2）随着溅射功率的增加，薄膜出现了明显的（400）取向的特征衍射峰。ITO薄膜的电阻率明显不断下降，最小达到1.2×10-3?cm，主要原因是迁移率的增加。在可见-近红外波段，薄膜透过率有较大程度的下降。在中红外波段，薄膜的反射率随着溅射功率的增加不断增加，最大达到0.8以上。（3）随着溅射气压的增加，薄膜的厚度出现先增加再减小的变化趋势，在1.1Pa时厚度达到最大值。ITO薄膜的电阻率也出现了先增加再减小的变化。ITO薄膜的光学性质的变化相对其它参数影响较小，然而还是出现了与电学性质相关的变化规律。（4）最为重要的，通过实验测试和有关理论分析，得到了ITO薄膜红外发射率与其电学性质有着紧密的联系，分析 ITO薄膜电学性质就显得格外重要。 二．ITO薄膜晶化情况对其表面和电学性质的影响。非晶态 ITO薄膜的电阻率随着薄膜体系的表面形貌的变化将有一定的变化，特别在粗糙度增加的情况下，电阻率将出现不同程度的增加；晶化 ITO薄膜的电阻率随着结晶的出现和晶化程度的提高将会很大程度上减小，在对应表面形貌上可能出现随着粗糙度的增加，电阻率下降的情况。结合ITO薄膜表面形貌，利用Kronig-Penney模型和Neugebauer-Webb模型较好地解释了实验结果。 三．ITO薄膜光学能带结构与其电学和光学性质的联系。ITO薄膜中可能出现直接和间接跃迁这两种常见的带间跃迁形式，而且薄膜的界面和表面形貌对不同的能带结构具有一定的影响作用。同时，通过对ITO薄膜材料光学禁带及费米能级迁移率边等的计算，可以解释 ITO薄膜材料的电学性质以及有关光学性质的变化原因。 收起