本文關(guān)鍵詞：ITO納米粉體燒結(jié)及光電性能的研究

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【摘要】：錫摻雜氧化銦(Tin-doped indium oxide,簡(jiǎn)稱(chēng)ITO)存在兩種晶型：立方鐵錳礦結(jié)構(gòu)(c-ITO)及六方剛玉結(jié)構(gòu)(h-ITO)。ITO因其高的透光率及優(yōu)良電性能被廣泛應(yīng)用于各類(lèi)光電器件上。本文采用溶劑熱法制得h-ITO粉體,共沉淀法及十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)輔助制得c-ITO粉體,常壓氧氣氛制備ITO靶材,研究?jī)煞N粉體燒結(jié)及光電性能的差異,最后研究復(fù)合燒結(jié)助劑(Nb2O5-Bi2O3和ZnO-Bi2O3)含量和燒結(jié)溫度對(duì)c-ITO粉體燒結(jié)行為、微觀結(jié)構(gòu)及電性能的影響。結(jié)果表明：c-ITO粉體的透射率及光學(xué)能隙寬度大于h-ITO粉體,室溫370nm激發(fā)波長(zhǎng)下c-ITO粉體光致發(fā)光的強(qiáng)度低于h-ITO。c-ITO粉體燒成靶材的電阻率相比于h-ITO粉體的燒結(jié)體更小且c-ITO粉體燒結(jié)后致密度更高。當(dāng)燒結(jié)溫度增大時(shí),c-ITO燒成靶材的相對(duì)密度逐漸提高并在15500C時(shí)達(dá)到98.2%,由于在高溫下h-ITO轉(zhuǎn)變?yōu)閏-ITO使原子的遷移被激活促進(jìn)晶粒粗化過(guò)程出現(xiàn)更多的孔洞結(jié)構(gòu)。h-ITO燒成的靶材相對(duì)密度先快速降低后穩(wěn)定不變?cè)?350-C時(shí)最大相對(duì)密度值為96.1%。當(dāng)Nb2O5-Bi2O3含量從2wt.%增加到8wt.%及燒結(jié)溫度從1350℃增大到1550℃時(shí),樣品的相對(duì)密度先增大后變小,電阻率先快速降低后緩慢變大。Nb2O5-Bi2O3含量為5wt.%,燒結(jié)溫度為1450℃時(shí),靶材相對(duì)密度最高為99.6%,電阻率達(dá)到最低值1.75×10-4Ω·cm。當(dāng)Nb2O5-Bi2O3含量和燒結(jié)溫度繼續(xù)增加時(shí),液相(Bi3Nb07)含量高晶粒生長(zhǎng)過(guò)快,靶材中出現(xiàn)晶粒間的橋聯(lián)和交錯(cuò)結(jié)構(gòu)且施主雜質(zhì)(Nb2O5)含量的繼續(xù)增加使電性能變差。ZnO-Bi2O3從2wt.%增加到8wt.%時(shí),c-ITO靶材相對(duì)密度逐漸增加,載流子濃度減少,電子遷移率升高,電阻率變小。由于生成的液相(Bi38ZnO58)促進(jìn)傳質(zhì),且ZnO的摻入會(huì)產(chǎn)生氧空位使促進(jìn)晶界處的傳質(zhì),ZnO-Bi2O3含量為8wt.%,燒結(jié)溫度為1400℃時(shí),c-ITO靶材相對(duì)密度最大為99.3%,最低電阻率為7.32×10-4Ω·cm。溫度繼續(xù)升高時(shí),ZnO蒸汽壓迅速增大引起劇烈升華,出現(xiàn)大量孔洞,晶界散射增強(qiáng)、靶材相對(duì)密度降低、電性能變差。
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TB383

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本文編號(hào)：1151293