ITO納米粉體燒結(jié)及光電性能的研究.pdf

1、錫摻雜氧化銦(Tin-doped indium oxide，簡(jiǎn)稱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

2、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1550℃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

3、促進(jìn)晶粒粗化過程出現(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℃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-Bi2O

4、3含量和燒結(jié)溫度繼續(xù)增加時(shí)，液相(Bi3NbO7)含量高晶粒生長(zhǎng)過快，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-IT