1.薄膜材料：應用領域：材料科學、能源、資訊 、微電子工業等;尤其寬禁帶半導體光電功能材料，已成為各國研究的重點
研究目的：利用新材料製備具有最佳效能的器件提高生產率，降低成本;
發展方向：透明導電薄膜、具有低電阻、 高透射率等可作為透明導電視窗。
2.什麼是透明導電膜
透明導電膜(tco)目前最主要的應用是ito膜,還有其他azo等，ito 薄膜是一種半導體透明薄膜, 它是氧化銦錫英文名稱的縮寫。有學者將氧化銦系列( in2o22sno2) 也稱之為ito 薄膜。作為透明導電電極, 要求ito 薄膜有良好的透明性和導電性。
所以, 此類材料的禁帶寬度e g 一般都大於3 ev , 其摻雜組分要偏離化學計量比。ito 薄膜的製備方法有蒸發、濺射、反應離子鍍、化學汽相沉積、熱解噴塗等, 但使用最多的是反應磁控濺射法[ 1, 2 ]。與其它透明導電薄膜相比, ito 薄膜具有良好的化學穩定性、熱穩定性以及良好的圖形加工特性。
我們發現經過銫化處理的ito 薄膜具有光電發射效應。其光電發射穩定, 有1. 71 ua/lm 的積分靈敏度, 壽命達千小時以上。
這種ito 薄膜的光電發射對於研製大面積的光電器件、平板顯示器件會有較大的促進作用。
3. 透明導電膜的歷史
2023年最早使用cdo材料為透明導電鍍膜，應用在photovoltaic cells。
2023年代，以spray pyrolysis及cvd 方式沉積snox於玻璃基板上。
2023年代，以evaporation 及sputtering 方式沉積inox及ito。
2023年代，磁控濺鍍﹙mag***ron sputtering﹚開發，使低溫沉膜製程，不論在玻璃及塑膠基板均能達到低面阻值、高透性ito薄膜。
2023年代，具有導電性之tco陶瓷靶材開發，使用dc 磁控濺鍍ito，使沉積製程之控制更加容易，各式tco材料開始廣泛被應用。
2023年代，主要的透明導電性應用以ito 材料為主，磁控濺鍍ito成為市場上製程的主流。
4.透明導電膜的兩大系
透明導電膜是既有高的導電性，又對可見光有很好的透光性，而對紅外光有較高反射性的薄膜。透明導電膜主要有金屬膜和氧化物半導體膜兩大類。
（1） 金屬透明導電薄膜
當金屬膜的厚度在約20nm以下時對光的反射和吸收都較小。由於金屬薄膜中存在自由電子，因此在膜很薄時也具有很好的導電性，且在基片溫度較低時就可製備出低電阻膜。常見的金屬透明導電膜有金、銀、銅、鋁、鉻等。
為了製備平滑連續的膜，需要先鍍一層氧化物做襯底，再鍍金屬膜。金屬膜的強度較低，其上面常要再鍍一層保護層如sio2或al2o3等。
（2）氧化物半導體透明導電膜
這類導電膜主要有sno2、in2o3、zno、cdo、cd2sno4等，它們都是n型半導體。對這種導電膜要求禁帶寬度在約3ev以上，且通過摻雜可使其具有高的載流子濃度以得到高的導電率。目前，應用最廣泛的是sno2和in2o3薄膜。
作為半導體材料，化學計理比的sno2膜電導率很低，為增加電導率需要加入一些**離子如sb5+、p5+等。這樣得到的膜導電性好，對可見光有優異的透光性，強度和化學穩定性都很好，加之成體低，因而得到廣泛應用。根據不同要求可採用cvd、pvd乃至噴塗法來製備。
經過摻雜的in2o3的透光性和導電性均優於sno2，因而近年來得到比sno2更為廣泛的應用。化學計量比的in2o3膜，其電導率也很低，為增加電導率需要新增一些錫，通常將這種膜稱為ito（銦錫氧化物）薄膜，主要是用真空蒸鍍或濺射等pvd法來製備，以在較低溫度得到高效能膜。
5. 透明導電膜的用途
透明導電膜（主要是sno2和ito）具有很廣泛的用途，例如用於液晶顯示器件及太陽能電池的透明電極，由於對紅外線具有反射能力而被用作防紅外線膜、太陽能集熱器的選擇性透射膜、玻璃上的防霜透明發熱膜等。
1. sno2透明導電薄膜
（1）工藝特點
利用超聲霧化熱解澱積工藝，將sno2:f透明導電薄膜製備於耐高溫的襯底之上。本工藝突出的優點是：
所需裝置簡單，工藝周期短，原材料**低廉，可製備出與物理澱積方法效能相當的高質量薄膜，尤其可將sno2:f透明導電薄膜均勻地製備於管狀襯底的內壁。
（2）透明電熱膜的效能特點
電熱轉換效率高、節能省電壽命長、不易損壞
外觀選擇性強、適用範圍廣熱慣性小
無明火、安全可靠產品可小型化、薄型化
加工工藝簡單、結構簡單、成本低
（3）應用
sno2透明導電薄膜作為一種多功能的無機材料，不僅兼備低電阻，高的可見光透過率，還具有優良的膜強度和化學穩定性，近年來在功率加熱，抗反射塗層，太陽能電池，液晶顯示及光電器件等領域中得到了廣泛的應用。將透明導電膜鍍於容器表面或玻璃管內壁作為加熱熱源，其導電性好、加熱均勻、電熱轉換效率高，直交流電均可使用。透明導電膜透光度好、無眩光、加熱均勻、導電性好的特點，將透明導電膜鍍於汽車、飛機的防風玻璃上，可防止水霧的產生。
透明導電膜允許可見光射入室內，同時又能反射紅外線的熱能，可見光透過率高達91％。因此可鍍於玻璃上形成抗反射塗層製成節能玻璃。
2. 錫摻雜的氧化銦(ito)透明導電膜
錫摻雜的氧化銦(ito)透明導電膜是一種重要的光電子資訊材料，優良的光電特性使其在太陽能電池、液晶顯示器、熱反射鏡等領域得到廣泛的應用。對以玻璃為襯底的ito透明導電膜已進行過廣泛深入的研究。有機薄膜基片ito透明導電膜具有可撓曲、重量輕、不易碎、易於大面積生產、便於運輸和裝置投資少等獨特優點。
近年來，國外學者對有機襯底透明導電膜的低溫製備及光電特性進行了研究，結果表明，它可望實現如同玻璃基片透明導電膜那樣的光電特性。 有機襯底透明導電薄膜可廣泛應用於製造柔性發光器件、塑料液晶顯示器和柔性襯底非晶矽太陽能電池，可用作透明電磁遮蔽及觸敏覆蓋層等，還可作為透明隔熱保溫材料用於塑料大棚、汽車玻璃和民用建築玻璃貼膜。目前國際上報道的柔性襯底ito透明導電膜大都是採用磁控濺射法製備的。
採用 dm-300 型蒸發系統製備薄膜。用鎢絲加熱的石英玻璃舟蒸發高純度的銦錫合金(純度為99.999％)，銦錫(錫的質量分數為10%)合金的蒸發溫度約為800 ℃，以純淨的氧氣作為反應氣體，氧分壓為2×10-2 pa，系統的基礎真空度為10-3 pa 。
襯底用電阻加熱，溫度在室溫到300 ℃範圍內連續可調，由銅-康銅熱電偶監控。採用7059玻璃和有機聚合物薄膜 pi作為襯底基片，蒸發源到基片的距離為25 cm。蒸發源的加熱功率保持不變，薄膜生長速率約為 5 nm/min。
採用真空反應蒸發技術，在襯底溫度為80～240 ℃條件下，蒸發高純銦錫合金，在有機薄膜基片上製備出ito透明導電薄膜。該薄膜具有(111)擇優取向，平均晶粒度約為15～30 nm。適當調節製備引數，可以獲得電阻率為6.
63×10-4 ω.cm、可見光範圍內平均透過率大於82％的高質量的有機薄膜襯底ito透明導電膜。
3. 透明導電薄膜 (tco)
透明導電薄膜 (tco) 具有良好導電性及透光性，廣泛應用於液晶顯示器、觸控面板、電磁波防護與太陽能電池等。tco 薄膜在應用上常鍍制於玻璃基板，但玻璃易碎、且大尺寸玻璃不易製作。應用新式低溫鍍膜製程技術成功開發高透光性與高導電性 tco 薄膜，將 tco 薄膜鍍製於塑料基板，可製作各種尺寸、曲面形狀的可撓 (軟) 性光電元件。
規格:可見光穿透率 > 85% (@ 400 – 700 nm) 電阻率 < 10 ωcm
表面粗糙度 (rms) < 1.4 nm
應用領域:平面顯示器用透明導電薄膜、 可撓 (軟) 性導電塑料基板、 電磁波遮蔽板、 抗反射導電薄膜基板。
6.zno薄膜的基本性質--幾種寬禁帶半導體基本性質比較
zno為直接帶隙的寬禁帶半導體材料，室溫下禁帶寬度為3.37ev,且束縛激子能高達 60mev, 比室溫熱離化能 26 mev 大很多。因此，與znse(22 mev), zns(40 mev)和gan (25 mev)相比, zno是一種合適的用於室溫或更高溫度下的紫外光發射材料。
表一列出了zno和其他寬禁帶半導體發光材料的基本性質。具有大的束縛能的激子更易在室溫下實現高效率的雷射發射。另一方面，zno比gan的生長溫度幾乎低一倍，這就在很大程度上避免了因高溫生長而導致的膜與襯底間的原子互擴散，曾有報道這種互擴散常在膜與襯底的介面形成乙個薄的高摻雜n型簡併層，極大地影響了整個膜層的電學輸運性質。
與其它透明導電薄膜相比, ito 薄膜具有良好的化學穩定性、熱穩定性以及良好的圖形加工特性。
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