ITO导电膜的原理是什么
所谓ITO导电膜,指的就是一种透明茶色或黄偏灰色的薄膜状氧化铟锡膜,核心成分就是90%的In2O3和10% 的SnO2。
由于ITO导电膜是一种电学传导和光学透明的组合材料,所以它天然地适用于液晶显示器、平板显示器、触控屏幕等诸多科技产品。
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一、ITO膜为什么可以导电
从物理学上讲,氧化铟锡膜是一种直接跃迁宽禁带半导体材料,其晶体结构是立方铁锰矿结构。由于在In2O3形成过程中没有构成完整的理想化学配比结构,结晶结构中缺少氧原子(氧空位) ,因此存在过剩的自由电子,这使得ITO膜具备了一定的电子导电性。
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同时,如果利用高价的阳离子如Sn掺杂在In2O3 晶格中代替In^3+的位置,则会增加自由导电电子的浓度,进而提高氧化铟的导电性。在ITO薄膜中,Sn一般以Sn^2+或Sn^4+的形式存在,由于In在In2O3中是正三价,Sn^4+的存在将提供一个电子到导带,相反Sn^2+的存在将降低导带中电子的密度。
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二、如何解决暗色ITO膜透过率低的问题
前面我们说了,ITO膜的颜色是茶色或黄偏灰色,这主要是因为SnO材料本身是暗褐色。也正因为此,ITO膜对可见光的透过率较差。进而,在低温沉积过程中,Sn在ITO中主要以SnO的形式存在,导致较低的载流子浓度和高的膜电阻。
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那么,从技术层面,我们该如何解决暗色ITO膜透过率低的问题呢?
目前,比较常用的方法是退火处理。这样做的好处是,一方面能促使SnO向SnO2转变,使薄膜进一步氧化,另一方面促使薄膜中多余的氧脱附,从而降低膜电阻,提高ITO膜透过率。
ITO导电膜,实际上就是我们常用的ITO导电玻璃表面的那层薄膜,其应用范围非常广泛,这里不再赘述了。
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