论文摘要
In2O3基透明导电薄膜由于其独特的光学和电学性能：可见光区域的高透过、红外区域的高反射以及低的电阻率，而在光电器件特别是平板显示方面具有极其广阔的市场，因此，开展透明导电薄膜的制备及其特性研究有很好的实际意义。本论文针对透明导电薄膜的制备、后续热处理以及薄膜光学常数的求解等方面展开研究，具体内容有：首先，采用给定物理限制条件的方法来优化拟合薄膜可见光区域的正入射透射光谱计算Nb2O5光学薄膜和透明导电的ITO薄膜的光学常数和厚度。结果表明，拟合和测量的光谱曲线非常吻合，得到的薄膜厚度与实验事实一致。另外，这种方法对于厚度较薄光谱几乎没有干涉条纹的薄膜也适用。其次，提出以Forouhi-Bloomer模型和修正的Drude自由电子模型相结合的光学常数介电模型，通过优化光学模型系数的方法从透射光谱计算了ITO薄膜的光学常数和厚度，以及从光谱拟合的结果求解薄膜的电学参数。光谱拟合效果良好，优化的薄膜厚度和光学常数均符合实验事实，计算的电学参数和电学测量的结果相符。再次，利用直流磁控溅射制备ITO薄膜，研究氮气气氛中不同温度退火处理对ITO薄膜结构、表面形貌和光电学性质的影响。研究结果表明，刚制备薄膜的可见光区域透过率可达90％，薄膜电阻率为～10-3Ωcm；低温退火薄膜的性质几乎不变，当退火温度升高薄膜的结晶性能提高，电阻率降低，同时可见光区域的高透过率仍然保持。最后，对掺钛氧化铟（ITiO）薄膜做了初步的实验研究，发现直流磁控溅射制备的ITiO薄膜的光电学性质与溅射功率和气压密切相关，在较高的溅射功率和较高气压下制备的ITiO薄膜的光学和电学性能较好。