臺灣博碩士論文加值系統

本篇論文的主要目的是探討透明導電ITO薄膜之特性，以溶膠-凝膠法(sol-gel method)在玻璃基板上被覆ITO薄膜。本實驗使用新的起始物組合，以金屬鹽類的硝酸銦(In(NO3)3•1H2O)與四氯化錫(SnCl4)做為前驅物，以無水酒精做為溶劑，並添加乙醯丙酮(CH3COCH2COCH3，acac)做為金屬銦的螯合劑，用以控制ITO粒徑成長的大小，最後再以浸漬鍍膜的方式將ITO起始溶膠塗覆於玻璃基材上，並於大氣下高溫煅燒而形成透明且具導電性之ITO薄膜；配合著掃描式穿隧電子顯微鏡(STM)對ITO薄膜做表面的微結構分析與研究，探討不同乙醯丙酮的添加量對所製備之 ITO薄膜表面與特性的影響，以期能找到ITO薄膜表面性質與整體特性兩者間的相互關係。

另外根據實驗室之前的研究，550°C持溫30分鐘的煅燒條件下，不同錫銦比之ITO薄膜與片電阻的關係，發現ITO薄膜的片電阻值隨著Sn的摻混量的增加而有先下降後上升的趨勢，而在Sn摻混重量達8 %時，會有最低的片電阻值約為1400 Ω/sq。
根據實驗結果可知，在固定浸渡液銦錫比下，本實驗所製備的薄膜之可見光穿透率皆可達到80 %以上，甚至在乙醯丙酮逐量添加至0.4 mL 以前，各波長可見光之穿透度皆能在90 %以上，展現出相當不錯之穿透率，另外在乙醯丙酮添加量為0.5mL下，可以得到最低之片電阻值。

ITO ( Indium-Tin-Oxide ) thin film were prepared by Sol-gel with dip coating on the bare glass . The precursor of indium nitrate and tin chloride with alcohol mix acetylacetone by heat treatment atmosphere from ITO solution to thin film . The resultant of ITO films were characterized using scanning tunneling microscopy (STM) and mix different quantity of acetylactone .

Depend on the laboratory research , the condition of thermal annealing with 550°C and 30 min , the sheet resistance of ITO to follow decrease and increase when add tin content and arrive in 8% , the sheet resistance of ITO about in 1400 Ω/sq. Depend on the result of experiment ,the density of transmittance over 90% when fix In/Sn ratio and add acetylactone before 0.4 mL . when acetylactone arrive in 0.5 mL and sheet resistance of ITO with minimum .

中文摘要 I
英文摘要 II
誌 謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 1
1.2.1 研究目的 1
1.2.2 研究內容 2
第二章 理論與文獻回顧 3
2.1 ITO透明導電薄膜之發展開端 3
2.2 ITO之特性 4
2.2.1 晶體結構特性 4
2.2.2 電學特性 6
2.2.3 光學特性 10
2.3 ITO薄膜的製備 11
2.3.1 溶膠-凝膠法 13
2.4 前驅物 16
2.4.1 前驅物的化學 17
2.4.2 水解率 19
2.5 溶劑 21
第三章 實驗方法 23
3.1 實驗流程 23
3.2 浸鍍液的配製 24
3.3 使用藥品 24
3.4 實驗系統 24
3.4.1 拉升機的設計與搭建 25
3.4.2 浸鍍槽之設計 25
3.4.3 可程式化高溫爐 26
3.4.4基材的選擇 27
3.5 分析儀器及方法 28
3.5.1 X射線繞射儀 (XRD, X-Ray Diffractometer) 29
3.5.2 四點探針低電阻係數測試儀 30
3.5.3 掃描式穿隧電子顯微鏡(STM)及表面粗糙度（Surface roughness）的定義與量測 31
3.5.4 紫外-可見光光譜儀(UV-Vis Spectrophotometer) 33
3.5.5 掃描式電子顯微鏡 (SEM) 34
3.5.6 化學分析電子光譜儀 (ESCA) 35
3.5.7 X光能量散佈分析儀 (EDS) 36
3.5.8穿透式電子顯微鏡 （TEM） 36
第四章 結果與討論 37
4.1 ITO薄膜製備的條件與導電度的相關性 37
4.2 不同acac添加量對ITO薄膜導電性的影響 40
4.3 acac的摻混對ITO結晶型態的影響 43
4.4 ITO的SEM及STM表面形貌分析 45
4.5 ITO薄膜的ESCA及EDS表面元素分析 52
4.6 定量acac添加後改變錫銦比例對ITO導電性之影響 58
4.6 定量acac添加後改變錫銦比例對ITO結晶性之影響 60
4.7 定量acac添加後改變錫銦比例對ITO表面型貌之影響 60
4.8 定量acac添加後改變錫銦比例TEM粉末分析 63
4.9 定量acac添加後改變錫銦比例SEM斷面分析 64
4.10 定量acac添加後改變錫銦比例EDS分析 65
第五章 結論 69
第六章 未來展望 71
參考文獻 72

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