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第一章 透明导电薄膜概述1

1.1概述2

1.2透明导电薄膜的分类4

1.3透明导电薄膜的基本特性5

1.3.1透明导电金属薄膜5

1.3.2透明导电氧化物薄膜6

1.4透明导电氧化物薄膜的研究现状22

1.4.1SnO2薄膜及其掺杂体系23

1.4.2Cd2SnO4薄膜体系25

1.4.3In2O3薄膜及其掺杂体系27

1.4.4ZnO薄膜及其掺杂体系29

1.5透明导电氧化物薄膜的应用32

1.5.1ITO薄膜的主要应用32

1.5.2ZnO薄膜的主要应用34

1.5.3透明导电薄膜的其他应用35

参考文献35

第二章 透明导电氧化物薄膜的制备技术45

2.1概述46

2.2真空蒸发镀膜50

2.2.1真空蒸发镀膜原理50

2.2.2真空蒸发的方式和设备52

2.3溅射镀膜57

2.3.1概述57

2.3.2溅射镀膜原理59

2.3.3溅射镀膜的特点64

2.3.4溅射镀膜装置64

2.3.5磁控溅射沉积ITO薄膜78

2.3.6ITO镀膜生产实例82

2.3.7磁控溅射沉积ZnO薄膜85

2.4化学气相沉积86

2.4.1化学气相沉积的原理86

2.4.2化学气相沉积的分类与特点88

2.4.3化学气相沉积ITO薄膜工艺91

2.4.4化学气相沉积的ZnO薄膜制备工艺92

2.5其他化学沉积方法94

2.5.1溶胶-凝胶法制备透明导电薄膜94

2.5.2喷涂热分解法制备透明导电薄膜95

2.6透明导电薄膜制备技术的比较97

2.6.1不同技术沉积的ITO薄膜的性能比较97

2.6.2不同技术沉积的ZnO薄膜的性能比较98

2.6.3其他透明导电薄膜的制备技术99

参考文献100

第三章 薄膜的分析和性能检测技术109

3.1概述110

3.2薄膜形貌分析113

3.2.1扫描电子显微镜114

3.2.2透射电子显微镜117

3.2.3扫描探针显微镜120

3.3薄膜相结构分析123

3.3.1X射线衍射124

3.3.2电子衍射125

3.4薄膜成分分析126

3.4.1概述126

3.4.2电子探针X射线显微分析127

3.4.3电子能谱分析130

3.4.4二次离子质谱（SIMS）132

3.5表面电子态分析134

3.6表面原子态分析135

3.7薄膜厚度测量136

3.7.1薄膜厚度的概念136

3.7.2薄膜厚度的测量方法137

3.8薄膜电学性能测量139

3.8.1四点探针法139

3.8.2霍尔效应142

3.9薄膜光学性能测量145

3.9.1透射率和反射率测量145

3.9.2椭圆偏振测量技术146

参考文献151

第四章 透明导电薄膜的结构特性152

4.1概述153

4.2ITO薄膜的结构特性154

4.2.1ITO薄膜的相结构154

4.2.2ITO薄膜的成分分布及化学态156

4.2.3ITO薄膜的组织形貌158

4.3ZnO：Al薄膜的结构特性164

4.3.1ZnO薄膜的相结构164

4.3.2ZnO薄膜的晶体生长模式166

4.3.3ZnO薄膜的成分分布及化学态183

4.3.4ZnO薄膜的能带结构及表面功函数184

参考文献192

第五章 透明导电薄膜的电学性能194

5.1概述195

5.2半导体薄膜中的电荷输运现象195

5.2.1单晶半导体材料中的电传导197

5.2.2多晶材料中的电传导199

5.2.3非晶材料中的传导机制200

5.3未掺杂透明导电薄膜的电学性能201

5.3.1沉积工艺参数的影响201

5.3.2薄膜厚度的影响205

5.3.3沉积后退火处理的影响207

5.4掺杂透明导电膜的电学性能211

5.4.1掺杂量的影响212

5.4.2沉积工艺参数的影响218

5.4.3沉积后退火处理的影响229

5.5透明导电薄膜导电机制的实验研究233

5.6透明导电氧化物薄膜电学性能的几个值得关注的问题241

参考文献242

第六章 透明导电薄膜的光学性能247

6.1概述248

6.2光学常数251

6.2.1折射系数和消光系数251

6.2.2禁带宽度254

6.3光学和电学性质的关联性255

6.4半导体氧化物薄膜的光学性质259

6.4.1禁带宽度260

6.4.2折射系数和消光系数270

6.4.3透射、反射和吸收273

6.5提高透明导电氧化物薄膜光学性能值得关注的技术284

参考文献285

第七章 透明导电薄膜的应用研究289

7.1概述290

7.2透明导电薄膜的性能指数291

7.3波长（频率）选择特性应用293

7.3.1波长（频率）选择特性293

7.3.2掺杂对光学性能的影响294

7.4在薄膜太阳能电池上的应用296

7.4.1薄膜太阳能电池结构297

7.4.2透明导电氧化物薄膜太阳能电池298

7.4.3透明导电薄膜用于太阳能电池的面电极299

7.5在显示器件上的应用301

7.5.1透明导电薄膜在发光二极管上的应用302

7.5.2ITO透明导电薄膜在长寿命电致发光器件上的应用306

7.5.3SnO2、ITO透明薄膜电极在PbO光电导靶上的应用307

7.5.4SnO2、ITO透明导电薄膜电极在液晶显示器上的应用309

7.6在气敏元件上的应用310

7.6.1甲烷和丙烷气敏元件312

7.6.2一氧化碳探测器313

7.6.3氢气敏元件315

7.6.4乙醇探测器316

7.6.5氮氧化物气敏元件317

7.6.6其他气体的气敏元件317

7.7ZnO薄膜在压电器件中的应用317

7.7.1ZnO压电薄膜的制备318

7.7.2压电性能319

7.7.3压电薄膜的应用322

7.8其他应用323

7.8.1In2O3、ITO透明导电薄膜在航空航天、汽车、高速列车上的应用323

7.8.2透明导电薄膜在电子器件上的应用324

7.8.3在防护涂层方面的应用324

7.9透明导电薄膜今后应着力研究解决的重要科学技术325

参考文献326