Файл: Шнуры и веревки от производителя.docx

Скачать файл (0,25Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 08.11.2023

Просмотров: 81

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

В настоящее время потенциал применения тонких пленок ТСО включает: прозрачные электроды для плоских дисплеев, прозрачные электроды для фотоэлектрических элементов, низкоэмиссионные окна, оконные обогреватели, прозрачные тонкие пленки для транзисторов, светодиоды, полупроводниковые лазеры и др.

Сегодня прозрачные проводящие оксиды широко используются для жестких устройств, но всё больше гибких устройств востребовано - от гибких дисплеев для электронных книг, светодиодов и гибкой солнечной энергетики и т. д. Эти устройства требуют использования пленки проводника, чтобы закрыть слои активных веществ, но проводник должен быть прозрачным, чтобы свет проходил через него. Однако прозрачные проводники дороги из-за используемых редких материалов и не подходят для гибкой электроники, где они могут легко растрескиваться при небольшой деформации.

Прозрачные проводящие оксиды - это металлооксиды с хорошей оптической прозрачностью и высокой электропроводностью. Большинство ТСО - это бинарные или тройные соединения, содержащие один или два металлических элемента. Сопротивление TCO_s может быть 1,0 * КГ⁴ Ом см, и их коэффициент поглощения в оптическом видимом (Vis) спектральном диапазоне может быть 1,0*10^-4 в силу их широкой оптической щели (E_g >3,0 эВ). Это замечательное сочетание проводимости и прозрачности, как правило, невозможно получить в нелегированных стехиометрических оксидах [95].

Для получения высокой проводимости оксидных материалов они должны быть нестехиометрическими по составу или легированы соответствующим элементом.

Первый ТСО обнаружил Бадекег (1907), и это был СсЮ в форме тонкой пленки [96]. Позже было обнаружено, что тонкие сплошные пленки ZnO, Sn0₂, 1п₂0₃ и их сплавы также хорошие ТСО [97]. Контролируемый допинг этих оксидов может улучшить их электрическую проводимость без ухудшения оптической передачи.

Наиболее важные полупроводники ТСО - это примесные легированные ZnO, ln₂0₃, Sn0₂ и CdO, тройные соединения Zn₂Sn0₄, ZnSn0₃, Zn₂In₂0₅, Zn₃In₂0₆, In₂Sn0₄, CdSn0₃ и многокомпонентные оксиды, состоящие из комбинаций ZnO, 1п₂0₃ и Sn0₂, а именно легированные оловом ln₂0₃ (ITO) и легированные фтором Sn0

₂ (FTO).

ТСО тонкие твердые пленки являются наиболее предпочтительными материалами для большинства приложений в настоящее время. Расширенное использование материалов ТСО, особенно для производства прозрачных электродов и применения в оптоэлектронных устройствах, находится под угрозой дефицита и высоких цен. Эта ситуация приводит к гонке в поисках альтернативных материалов, ТСО, чтобы заменить ITO.

Наряду с отличной светопередачей сопротивление прозрачных проводящих пленок должно быть как можно ниже, чтобы сохранять энергию и ресурсы. Просмотрев большое количество тонких пленочных материалов, которые отвечают всем этим требованиям, исследователи приняли как нулевую отметку ITO (допированный оловом оксид индия In₀,9Sn₀,iOi₅5-_x), который в настоящее время наиболее широко используется.

Спрос на улучшенные материалы растет. Становится все более важным разработка более совершенных материалов и технологических методов. Хотя основные задачи, как правило, состоят в улучшения прозрачности и проводимости, существует целый ряд других ключевых свойств материалов, которые необходимо оптимизировать для новых устройств. Некоторыми из других свойств материалов, которые имеют все большее значение, являются работа выхода и поверхностная химия органических устройств, способность к травлению и химическая стабильность, коэффициент расширения, кристалличность, пористость, соответствие размера решетки другим слоям и способность к обработке при низких температурах. Последнее ограничение необходимо для аморфных материалов или для растворных процессов обработки.

Кроме того, ТСО-материалы должны быть устойчивы к агрессивным средам - кислым и щелочным растворам, окислительно-восстановительным средам, а также к высоким температурам.

Поскольку полезность тонких пленок ТСО зависит как от их оптических, так и электрических характеристик, то оба параметра должны рассматриваться вместе с экологической устойчивостью, стойкостью к истиранию, работой выхода электрона и совместимостью с подложкой и другими компонентами данного устройства в случае необходимости для конкретных приложений. Наличие сырья и затраты на метод изготовления также являются важными факторами в выборе наиболее подходящего ТСО-материала. Выбор решения, как правило, принимается с учетом оптимального функционирования тонкой твердой пленки ТСО для конкретного использования, сводя к минимуму затраты производства. Выбор материала ТСО обычно

основан только на максимальной проводимости, а прозрачность может быть неудовлетворительной.

В последнее время дефицит и высокая цена на индий - основной компонент ITO - привели к поиску альтернативного ТСО для промышленного применения. Для технологических применений ТСО должны иметь электрическое сопротивление р 1,0 • 1(Г⁴ Ом/см или менее, с коэффициентом поглощения а меньше, чем 1,0 • 10⁴ см^-1 в ближнем ультрафиолетовом и видимом диапазоне, и с оптической запрещенной зоной 3,0 эВ. Пленки ТСО толщиной 100 нм, с этими значениями аир будут иметь светопро- пускание Т порядка 90 % и поверхностное сопротивление R = 10 Ом.

В настоящее время ZnO:Al и ZnO:Ga (AZO и GZO) полупроводники становятся хорошей альтернативой ITO для тонких пленок прозрачного электрода. Лучшим кандидатами являются тонкие пленки AZO, которые имеют низкое удельное сопротивление порядка 1,0 • КГ⁴ Q/см, недорогие исходные и нетоксичные материалы. Тем не менее развитие крупномасштабных методов осаждения по-прежнему необходимо для того, чтобы наладить производство AZO- и GZO-пленок на больших подложках с высокой скоростью осаждения.

Существует также значительный базовый интерес в науке о электронной структуре /7-типа оксидов. С жизнеспособными материалами

р-типа становится возможным сделать функциональную прозрачную электронику. Материалы р-типа также потенциально важны в существующих и новых приложениях, таких как прозрачные контакты и гетеропереходы для солнечных батарей. Ключевые процессы, необходимые для получения ТСО /?-типа, состоят в эффективном допировании [98].

Большинство материалов ТСО являются полупроводниками «-типа, а /7-типа ТСО-материалы необходимы для развития твердотельных лазеров. Такие /7-типа ТСО включают: ZnO:Mg, ZnO:N, IZO, NiO, NiO:Li, C11AIO2, Cu2Sr0₂ и CuGa0₂ тонкие пленки. Эти материалы еще не нашли своего применения, их использование откроет перспективы в области прозрачной электроники и оптоэлектроники (транзисторы, диоды, активные источники и детекторы).

InSnO, ZnO и SnO являются основой для «-типа ТСО. Исторически материалы «-типа представляют наибольший интерес в ТСО, но благодаря первоначальным результатам Kawazoe и Хосоно ТСО /7-типа становятся все более привлекательными [99]. Сообщалось [95] о лазерном маршруте синтеза /7-типа Cu₂Sr0₂, благодаря которому получены чистые монофазные пленки.

Принципиально существует конфликт между прозрачностью в видимой области и электропроводностью. У каждого материала есть компромисс между проводимостью, прозрачностью и гибкостью. Каждый из них может быть оценен по-разному.