本文關(guān)鍵詞：電子束蒸發(fā)ITO薄膜結(jié)構(gòu)、性能及球形基底薄膜制備，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：Sn摻雜In2O3(ITO)透明導(dǎo)電薄膜具有低電阻率、高可見光透過率、高紅外反射率等獨特物理性能,同時對微波表現(xiàn)出較強衰減作用,因而被廣泛應(yīng)用于平板顯示器、太陽能電池、面加熱體等光電器件中,并在電磁波屏蔽及紅外隱身等軍事領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用價值。在實際應(yīng)用中,各應(yīng)用領(lǐng)域均要求ITO薄膜具有優(yōu)異的綜合光電性能,部分電子設(shè)備還要求ITO薄膜涂敷在異形器件表面,并具有出色的力學(xué)性能及附著強度,以適應(yīng)各類惡劣載荷環(huán)境的使用要求。以往的研究表明,ITO薄膜的物理性能主要受其微結(jié)構(gòu)特性的影響,而薄膜產(chǎn)品的微結(jié)構(gòu)又受其生長過程的制約。因此,本論文針對上述理論及實際應(yīng)用問題,利用離子輔助電子束蒸發(fā)技術(shù)制備ITO薄膜,并對薄膜的生長過程、微結(jié)構(gòu)特性、光電性能、力學(xué)性能及球形基底表面薄膜制備進行研究,論文的創(chuàng)新性工作及主要研究結(jié)論包括:利用電子衍射及高分辨透射顯微鏡等測試手段對不同沉積速率制備的不同厚度ITO薄膜進行微結(jié)構(gòu)表征,詳細研究了ITO薄膜的生長過程及結(jié)構(gòu)演變規(guī)律,結(jié)果表明:低速沉積的ITO薄膜初期主要由[100]、[111]兩種擇優(yōu)取向晶粒構(gòu)成,且隨厚度的增加薄膜[111]擇優(yōu)取向逐漸增強;高速沉積的薄膜最初由納米線結(jié)構(gòu)構(gòu)成,隨著沉積過程的進行納米線結(jié)構(gòu)逐漸消退、薄膜原子再結(jié)晶形成沿[100]晶向生長的立方塊狀晶粒;具有高度(222)擇優(yōu)取向的ITO薄膜電阻率可低至2.58×10-4Ω·cm,可見光透過率大于85%。系統(tǒng)研究了ITO薄膜的納米硬度、彈性模量及膜-基結(jié)合強度等力學(xué)性能,并利用相關(guān)力學(xué)原理及晶格衍射數(shù)據(jù)計算了多晶ITO薄膜的內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)具有適宜結(jié)構(gòu)特性的薄膜納米硬度可達13.8 GPa,高于玻璃基片;實驗中制備的ITO薄膜均處于壓應(yīng)力狀態(tài)下,其主要來源為結(jié)構(gòu)缺陷引入的本征應(yīng)力;ITO薄膜的膜-基結(jié)合強度隨沉積速率的升高而降低。結(jié)合ITO薄膜蒸發(fā)特性及膜厚計算原理,計算得出半球形基底表面膜厚分布的物理模型;設(shè)計并制作了擺角可調(diào)的行星式工裝,采用優(yōu)化后的工藝參數(shù)實現(xiàn)了大尺寸半球形玻璃基底表面ITO膜的蒸鍍。研究發(fā)現(xiàn)球面薄膜物理性能隨蒸發(fā)原子束流及輔助氧離子束作用角度的變化而變化,由半球頂心向邊緣位置,薄膜結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)較大差異。
【關(guān)鍵詞】：ITO 離子輔助電子束蒸發(fā) 結(jié)構(gòu)演變 力學(xué)性能 球形基底
【學(xué)位授予單位】：中國建筑材料科學(xué)研究總院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.2;O614.372
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-29
• 1.1 透明導(dǎo)電氧化物（TCO）薄膜9-10
• 1.2 ITO薄膜的基本性質(zhì)10-18
• 1.2.1 ITO薄膜的結(jié)構(gòu)特性11-13
• 1.2.2 ITO薄膜的能帶結(jié)構(gòu)13-14
• 1.2.3 ITO薄膜的電學(xué)性能14-16
• 1.2.4 ITO薄膜的光學(xué)性能16-18
• 1.3 ITO薄膜的沉積方法18-20
• 1.3.1 化學(xué)法18-19
• 1.3.2 物理法19-20
• 1.4 ITO薄膜的應(yīng)用20-24
• 1.5 本論文目的、意義及研究內(nèi)容24-29
• 第2章 電子束蒸發(fā)ITO薄膜的生長過程及結(jié)構(gòu)演變研究29-61
• 2.1 實驗方法29-31
• 2.1.1 樣品制備29-31
• 2.1.2 樣品表征31
• 2.2 低速沉積ITO薄膜的生長過程及結(jié)構(gòu)演變31-41
• 2.2.1 50 nm厚ITO薄膜的結(jié)構(gòu)特性31-36
• 2.2.2 100 nm厚ITO薄膜的結(jié)構(gòu)特性36-38
• 2.2.3 250 nm厚ITO薄膜的結(jié)構(gòu)特性38-41
• 2.3 高速沉積ITO薄膜的生長過程及結(jié)構(gòu)演變41-53
• 2.3.1 50 nm厚ITO薄膜的結(jié)構(gòu)特性41-48
• 2.3.2 100 nm厚ITO薄膜的結(jié)構(gòu)特性48-51
• 2.3.3 250 nm厚ITO薄膜的結(jié)構(gòu)特性51-53
• 2.4 不同工藝條件制備ITO薄膜的結(jié)構(gòu)特性研究53-59
• 2.4.1 ITO薄膜的微結(jié)構(gòu)53-57
• 2.4.2 ITO薄膜的表面形貌57-59
• 2.5 本章小結(jié)59-61
• 第3章 ITO薄膜的光電性能研究61-73
• 3.1 實驗方法61-62
• 3.1.1 樣品準(zhǔn)備61
• 3.1.2 樣品表征61-62
• 3.2 ITO薄膜的電學(xué)性能62-66
• 3.3 ITO薄膜的光學(xué)性能66-71
• 3.4 本章小結(jié)71-73
• 第4章 ITO薄膜的力學(xué)性能研究73-99
• 4.1 樣品準(zhǔn)備73
• 4.2 ITO薄膜的納米硬度及彈性模量73-82
• 4.2.1 納米壓入測試原理及實驗條件73-76
• 4.2.2 納米硬度及彈性模量76-82
• 4.3 ITO薄膜的應(yīng)力狀態(tài)82-88
• 4.3.1 ITO薄膜內(nèi)應(yīng)力計算82-84
• 4.3.2 ITO薄膜內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生機理84-88
• 4.4 ITO薄膜的膜-基結(jié)合性能88-96
• 4.4.1 納米劃入測試過程及實驗條件88-89
• 4.4.2 膜-基結(jié)合性能89-96
• 4.5 本章小結(jié)96-99
• 第5章 球形基底表面ITO薄膜的制備99-117
• 5.1 球形基底表面膜厚分布的理論計算99-102
• 5.1.1 行星式工裝膜厚分布計算原理99-102
• 5.1.2 行星式運動球形基底表面膜厚分布計算102
• 5.2 球形基底表面ITO薄膜的厚度均勻性研究102-107
• 5.2.1 理論分析102-105
• 5.2.2 實際膜厚分布105-107
• 5.3 球形基底表面ITO薄膜的性能研究107-115
• 5.3.1 球形基底表面ITO薄膜的結(jié)構(gòu)特性107-110
• 5.3.2 球形基底表面ITO薄膜的光電性能110-113
• 5.3.3 球形基底表面ITO薄膜的力學(xué)性能113-115
• 5.4 本章小結(jié)115-117
• 第6章 結(jié)論、創(chuàng)新點及展望117-119
• 參考文獻119-131
• 附錄1 標(biāo)準(zhǔn)粉末衍射數(shù)據(jù)131-137
• 在讀期間發(fā)表的論文137-139
• 致謝139

【參考文獻】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 李世濤;透明導(dǎo)電ITO及其復(fù)合薄膜的研究[D];華中科技大學(xué);2006年

2 張波;高價金屬元素摻雜透明導(dǎo)電ITO薄膜的研究[D];上海交通大學(xué);2009年

3 黃延偉;新型SnO_2基透明導(dǎo)電薄膜及其二極管的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2010年

4 方彥俊;氧化鋅納米線的制備及其發(fā)光與電輸運研究[D];浙江大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：電子束蒸發(fā)ITO薄膜結(jié)構(gòu)、性能及球形基底薄膜制備，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：377112