краткое содержание   

Пленки из прозрачного оксида проводника (TCO) относятся к важному классу оптоэлектронных материалов, обладающих высокой проводимостью в видимом диапазоне и высокой степенью прозрачности. В природе прозрачные вещества обычно не являются проводящими (например, стекло, хрусталь и т.д.), а проводящие или проводящие вещества часто бывают непрозрачными (например, металлические материалы, графит и т.д.). Прозрачная проводящая оксидная пленка нарушает традиционную концепцию прозрачности и проводимости в сочетании, становится функциональным тонкопленочным материалом с характеристиками класса пленок, общая пленка TCO в основном делится на пленку ITO, пленку AZO, пленку FTO, пленку ATO и т.д., была в фотоэлектрических модулях, плоских дисплеях, сенсорных панелях, светодиодах (LED), газочувствительных датчиках и других различных Она широко используется в различных областях, таких как модули фотоэлектрических элементов, плоские дисплеи, сенсорные панели, светоизлучающие диоды (светодиоды), газочувствительные датчики и т.д.

Характеристика и анализ пленок TCO

Физическая структура пленок TCO имеет решающее значение для качества продукции. Анализ физической фазы дает представление о кристаллической структуре, параметрах решетки, размере зерна и предпочтительной ориентации роста кристаллов пленок TCO - ключевых свойствах, которые тесно связаны с оптоэлектронными свойствами пленок, такими как прозрачность, электропроводность и долгосрочная стабильность.

Технология рентгеновской дифракции (XRD) является ключевым инструментом для анализа пленок TCO, предоставляя подробную информацию о кристаллической структуре и микроструктуре пленок. Данные о параметрах решетки, размере зерна и предпочтительной ориентации, полученные в результате XRD-анализа, важны для определения оптоэлектронных свойств пленок FTO и улучшения стабильности их свойств. Благодаря этим анализам исследователи могут оптимизировать процесс подготовки тонких пленок TCO для улучшения их характеристик в различных областях применения.

• Определение кристаллической структуры и фазового состава пленок TCO. Анализируя дифракционные пики на рентгенограмме, можно определить, являются ли пленки FTO рутиловыми по структуре и присутствуют ли в них другие фазы, такие как тетрагональная или кубическая. Эта информация помогает понять кристаллическое качество пленки, которое, в свою очередь, влияет на ее электропроводность и прозрачность.

• Определение параметров решетки пленок TCO, включая константы решетки и расстояние между кристаллическими плоскостями. Изменения этих параметров могут быть связаны с напряженным состоянием во время роста пленки, что влияет на электронные свойства и механическую стабильность пленок.

• Оценка размера зерна и ориентации кристаллов пленок TCO. С помощью формулы Шеррера размер зерна можно рассчитать по ширине дифракционных пиков, а относительная интенсивность дифракционных пиков дает информацию об оптимальной ориентации кристаллов. Эти данные важны для оптимизации процесса приготовления и улучшения свойств пленок.

Случаи применения

В этом эксперименте физическая структура образца пленки TCO, предоставленного компанией, была охарактеризована с помощью настольного рентгеновского дифрактометра FRINGE.

(1) Подготовка образцов

(2) Настройка параметров испытания

Модель инструмента:FRINGE	Материал мишени: мишень из меди
Режим сканирования: сканирование по падающему лучу	Угол падения: 2°
Диапазон углов:10~70°	Угол поворота: 0.05°/step
Давление в трубе, поток в трубе:30kV 20 mA	Время очков: 600 ms/step

(3) Результаты испытаний и выводы 

Дифракционная картина образца 

После проведения GIXRD-теста было установлено, что образец пленки является пленкой FTO (SnO2:F), а также наличие (200) селективной ориентации.Пленка FTO (SnO2:F) - это аббревиатура от Fluorine-doped Tin Oxide (оксид олова, легированный фтором), представляет собой широкополосный полупроводниковый материал, основным компонентом которого является SnO2, а легированным фтором элемент F. FTO Пленки FTO обладают превосходной прозрачностью и проводимостью, поскольку атомы фтора замещают некоторые атомы кислорода, образуя структуру SnO2-xFx, которая регулирует ширину запрещенной зоны материала и концентрацию носителей, делая пленку одновременно прозрачной и проводящей. Пленки FTO обычно имеют тетрагональную рутиловую структуру, с высокой концентрацией носителей и низким удельным сопротивлением.

Одноячеистая структура SnO₂ 

Цитирование литературы: 

Effect of Different Fluorine Sources on Properties of the FTO Films and Its Mechanism of Action

FAN Lin, XU Ke-jing , SHI Xiao-hui, JIA Yu-hui, ZHANG Heng, WEI Chun-cheng    

School of Materials Science and Engineering, Shandong University of Technology, Zibo 255091, Shandong, China