论文摘要
本论文以化学气相沉积(CVD)法制备掺杂氟的二氧化锡(FTO)和磁控溅射法制备的氧化铟锡(ITO)镀膜玻璃为实验样品,研究了玻璃薄膜材料的电学特性和热辐射特征,从材料学角度分析了玻璃镀膜的导热微观机理以及影响因素——基体和膜层对其导热的影响,讨论了样品的光学、电学以及热学性质的关联性。用XRD、XRF测定了薄膜的结构、成分;用UV-3150、FT-IR、四探针电阻仪、表面光度仪和椭偏仪等仪器分别测量了样品的紫外-可见-近红外反射率和透射率、中红外透射率和反射率、表面电阻、多层膜的厚度;运用多功能物理参数测试仪(PPMS)的AC电输运性质测量系统选件测定了样品的I-V曲线、霍尔系数,进而计算了样品的交流电阻率、载流子浓度以及迁移率,运用其热输运性质测量系统选件测定了样品的导热系数。研究结果表明,FTO薄膜的主要成分为SnO2,光学过渡层的主要成分为SiO2,薄膜的导电性完全是由顶层膜决定的,其中F的掺杂量小于0.92 mol%,薄膜的结构为四方金红石结构,而对照用ITO薄膜的主要成分为In2O3,其中Sn的掺杂量为8.75 mol%,结构为立方铁锰矿结构;分析表明,玻璃基体和薄膜过渡层的导热机制可用声子导热机理来解释,FTO和ITO薄膜中声子导热起主要作用,而在同一系列样品中电导率越高,热导率越低;与FTO薄膜相比,ITO薄膜中金属子和氧元素原子量差别更小、结构对称因素强、薄膜结构致密且膜层厚,因此ITO薄膜的导热系数大于FTO薄膜;薄膜材料对光辐射的吸收率高,吸收的光子数多,导热系数也大;在不考虑对流导热的影响时,在相同测试条件下,同一样品的导热系数随辐射率的增大而线性减小,对于FTO薄膜拟合公式为:k=0.89969-0.0186×E,对于ITO薄膜拟合公式为:k=1.04995-0.0178×E。
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