共沉淀法制備ITO納米粉末的研究.pdf

1、隨著電子科技的發(fā)展,透明導(dǎo)電氧化物材料已經(jīng)廣泛地被用于可移動(dòng)電子設(shè)備、太陽(yáng)能電池、顯示器等方面。市場(chǎng)對(duì)其透明導(dǎo)電性能的要求也越來(lái)越高,氧化銦錫(ITO)材料自從1950年被發(fā)現(xiàn)以來(lái),以其優(yōu)秀的綜合性能得到了廣泛應(yīng)用,并沿用至今。其中ITO納米顆粒不僅可以用作濺射鍍膜的靶材原料,還可以作為用于大面積柔性印刷的 ITO透明導(dǎo)電油墨的最主要成分。研究制備高質(zhì)量ITO粉末材料具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本文以SnCl4和InCl3為前驅(qū)體經(jīng)液相共沉淀反

2、應(yīng)和后續(xù)煅燒過(guò)程制備了ITO納米粉末。共沉淀法具有工藝簡(jiǎn)單、成分可控、周期較短的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)中研究了銦與錫的質(zhì)量配比、反應(yīng)的化學(xué)環(huán)境和后續(xù)熱處理等因素對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)、電導(dǎo)性能及透光率的影響規(guī)律。利用 X射線衍射(XRD)及掃描電子顯微鏡(SEM)測(cè)試了樣品的物相組成及形貌結(jié)構(gòu);利用四探針電阻儀測(cè)試了樣品的電學(xué)性能;利用紫外分光光度計(jì)測(cè)試了樣品在可見光區(qū)的透光率。
　　本文首先研究了溶液化學(xué)環(huán)境對(duì)共沉淀反應(yīng)的影響。通過(guò)在反應(yīng)溶液中添加適

3、量的酸實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)速率的適當(dāng)控制,比較研究了硫酸,硝酸,鹽酸和醋酸的加入對(duì)共沉淀反應(yīng)的影響。結(jié)果表明,使用醋酸制備的樣品氯離子雜質(zhì)的含量較低,具有更小的粒徑(20納米左右)、較低的電阻率(1×10-3-5×10-3/Ω?cm)和較高的透光率(80％左右),表明弱酸在共沉淀反應(yīng)中具有更好的效果;氧原子含量影響產(chǎn)物的電阻率,氧原子含量為40-55 at.%的產(chǎn)物電阻率較小。在350℃-700℃的溫度范圍內(nèi)對(duì)共沉淀產(chǎn)物進(jìn)行了煅燒處理,發(fā)現(xiàn)在60

4、0℃燒結(jié)的樣品綜合性能較好,溫度低于550℃時(shí)產(chǎn)物性能下降。通過(guò)改變反應(yīng)溶液中銦與錫配比研究了摻雜濃度對(duì)材料性能的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)質(zhì)量配比在10:1-11:1范圍時(shí)電阻較低、透光率較高,但是當(dāng)摻雜比例為8:1、9:1、12:1時(shí),性能有所下降。最后研究了氨水濃度、氨水的加入速度、反應(yīng)溫度、超聲處理及洗滌處理對(duì)沉淀產(chǎn)物的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)氨水濃度低時(shí),產(chǎn)物的雜質(zhì)含量較低,透光率較高,氨水加入速度增加時(shí)產(chǎn)物電導(dǎo)率和透光率下降,雜質(zhì)含量隨反應(yīng)溫度的增加