光电材料与器件

2022(3):353-361. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000302

[摘要](5074) [HTML](83) [PDF 1.94 M](1789)

摘要:
透明导电氧化物（TCO）薄膜因其兼具透明和导电的特性，被广泛应用于各个领域中。氧化铟（In₂O₃）基TCO薄膜，因其高透明度、低电阻率、高迁移率和良好的化学稳定性而备受关注。综述了In₂O₃基TCO薄膜的研究进展，介绍了TCO薄膜种类及其常见的制备方法，归纳分析了锡掺In₂O₃（ITO）、钼掺In₂O₃（IMO）、钨掺In₂O₃（IWO）、钛掺In₂O₃（InTiO）等几种典型的In₂O₃基TCO薄膜研究现状，并对TCO薄膜未来的发展趋势进行了总结和展望。

2 氧化物靶材的制备及研究进展

付钰斌，宁洪龙，邹文昕，吴振宇，张康平，郭晨潇，刘丁荣，侯明玥，姚日晖，彭俊彪

2022(3):362-368. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000303

[摘要](4681) [HTML](52) [PDF 2.10 M](1780)

摘要:
氧化物靶材是一种关键性镀膜基材，主要用于磁控溅射制备TFT薄膜，并将其应用于晶体管等器件中透明电极、半导体沟道层，同时也广泛应用于显示面板领域。为满足高性能器件对薄膜的要求，氧化物靶材逐渐向高致密、大尺寸、异形化方向发展。以显示行业中氧化物靶材作为重点，介绍了氧化物靶材制备流程，主要从素坯成型、烧结工艺两个角度对氧化物靶材进行总结，分析了烧结工艺对靶材参数与溅射薄膜电阻率、光学透射率及粗糙度等方面的影响，最后阐述了国内外氧化物靶材市场的现状及发展趋势。

3 溶液法制备透明SnO₂薄膜微观结构和光电性能研究

张旭，宁洪龙，邹文昕，吴振宇，张康平，郭晨潇，刘丁荣，侯明玥，姚日晖，彭俊彪

2022(3):369-375. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000304

[摘要](4711) [HTML](42) [PDF 2.00 M](523)

摘要:
氧化锡由于其优异的透明性和半导体性能及成本低廉、绿色环保等特点，逐渐成为透明氧化物半导体材料研究的热点。使用异丙醇((CH₃)₂CHOH)和乙醇(CH₃CH₂OH)为溶剂、二水合氯化亚锡(SnCl₂·2H₂O)为前驱体，通过旋涂法制备低成本且环保的透明SnO₂薄膜。采用同步热分析仪(TG-DSC)、激光共聚焦显微镜和霍尔效应测试仪等设备，对SnO₂薄膜的化学组分、微观结构和光电性能进行表征，探究溶剂和退火温度对透明SnO₂薄膜的影响及相关机制。研究结果表明：Sn²⁺在乙醇中的溶解性好，相应前驱体溶液的成膜质量高，薄膜致密平整；提高退火温度，薄膜内部杂质逐渐去除(215.6 ℃@CH₃CH₂OH)，经过400 ℃退火后SnO₂由非晶态向结晶态转变，且SnO₂的结晶度随着温度升高而逐渐增加；基于不同温度制备的SnO₂薄膜在可见光波段(390—780 nm)具备优异的透明性，在波长为390 nm时不同温度下的透射率分别为96.55%（250 ℃）、96.21% （300 ℃）、95.14%（350 ℃）、96.44%（400 ℃）和93.31%（500 ℃）；随着退火温度升高，SnO₂薄膜的霍尔迁移率先增大后减小，薄膜载流子浓度先降低后增大，优化后的SnO₂薄膜（@350 ℃）的霍尔迁移率最高可达19.54 cm²?V^-1·s^-1，而可控载流子浓度低至7.47×10¹² cm^-2。通过优化溶剂成分和退火温度，最终制备了表面平整、高度透明且具备优良半导体性能的SnO₂薄膜，其在透明电子应用方面具有巨大的潜力。

4 透明导电银纳米线薄膜的制备及热稳定性研究

姜雅思，姚日晖，邹文昕，吴振宇，张康平，郭晨潇，刘丁荣，侯明玥，宁洪龙，彭俊彪

2022(3):376-383. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000305

[摘要](4691) [HTML](31) [PDF 1.73 M](1040)

摘要:
银纳米线薄膜制备工艺简单，与柔性衬底兼容，光电性能优异，被视为最有可能替代传统ITO的柔性透明电极材料之一。银纳米线的细线径、高长径比是提升薄膜光电性能的关键。采用多元醇法制备了银纳米线，研究了AgNO₃添加方式、PVP分子量和成核控制剂对银纳米线形貌的影响。通过优化银纳米线的制备工艺，最终获得了线径为35.5 nm的银纳米线，其薄膜方阻低至147.5 Ω?sq^-1，在550 nm处透过率高达96.21%。为了提升银纳米线透明薄膜电极的热稳定性，开发了GZO/AgNWs/GZO“三明治”复合新结构。结果表明，该复合结构电极经过250 ℃热冲击，不仅仍然保持高透明（550 nm透过率为82.42%），而且方阻的增加值不超过78%。GZO/AgNWs/GZO“三明治”透明电极具有高热稳定性，为银纳米线透明电极的商业化应用提供有益借鉴。

5 基于不同衬底的TCO薄膜的激光刻蚀工艺研究

张耿，陈镕佳，黄晓园，张绍强，郑华，叶海，王红成

2022(3):384-388. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000306

[摘要](4421) [HTML](32) [PDF 1.07 M](1067)

摘要:
为了探索对基于不同衬底的透明导电薄膜的图形化制作，研究了采用激光刻蚀基于玻璃和柔性PET衬底的ITO和FTO等TCO薄膜材料的优化工艺，考察了激光设备在不同工作功率和扫描速率下工作对刻蚀效果的影响。结果表明，玻璃基薄膜可采用2.3 W的刻蚀功率和500 mm·s^-1的扫描速率进行刻蚀，柔性PET基薄膜可采用1.2 W的刻蚀功率和500 mm·s^-1的扫描速率进行刻蚀；扫描速率越慢、激光功率越高，对薄膜的刻蚀速率就会越快；激光功率过高会导致柔性PET衬底发生高温热熔化而凸起形变，因此刻蚀时应适当降低刻蚀功率。综合而言，采用激光刻蚀法可高效率、高品质地实现对不同衬底上薄膜的图形化制作。

6 大尺寸ITO靶材的制备及其密度影响因素的研究

刘文杰，钟小华，李帅，童培云，朱刘

2022(3):389-392. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000307

[摘要](110) [HTML](28) [PDF 2.23 M](1220)

摘要:
为制备大尺寸高密度ITO靶材，采用冷等静压及常压高温烧结的方法，制备了尺寸为1500 mm的ITO靶材，同时研究了ITO粉末的松装密度、冷等静压压力、烧结温度和保温时间等因素对靶材密度的影响。结果表明：当ITO粉末松装密度较大及粉体颗粒较小时，所制备的靶材相对密度更高；在冷等静压压力300 MPa、烧结温度1580 ℃、保温时间20 h的条件下，制备靶材的相对密度可达99.71%。表明上述工艺可以实现尺寸为1500 mm的大尺寸ITO靶材的制备，并且靶材相对密度较高。