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美研制出迄今透明度最高氧化铟锡导电薄膜

编辑: 陈丹 来源: 科技日报 发表时间: 2012-08-10 已浏览 字号:

 

对于触摸显示屏或太阳能电池板来说,导电涂层的透光性越强越好,因此工程师们往往采用透明的氧化铟锡(ITO)薄膜作为研制材料,但成本低、工艺简单也是产品实用化必不可少的要件。据物理学家组织网8月8日(北京时间)报道,美国布朗大学和先进材料股份有限企业(ATMI)的研究人员宣布,他们利用一种化学溶液,制造出了迄今透明度最高的氧化铟锡导电薄膜,且技术简单、成本低廉,有望受到制造商的青睐。

该导电薄膜厚度只有1460亿分之一米,可使93%的光透过,透明度堪比玻璃。研究人员使用可弯曲的聚酰亚胺作为基底,这意味着其在柔性显示屏方面具有应用潜力。“美高梅官方网站的技术已经达到了应用于电阻式触摸屏的性能水平。”布朗大学化学系研究生李宗泫(音译)说。

近日出版的《美国化学学会会刊》先容了这种制造方法:将含有氧化铟锡纳米晶体的溶液滴向一块快速旋转的基板,便可获得一张平整、光滑的薄膜,这一过程被称为自旋浇铸。

研究人员随后对涂层板进行退火处理,以测试薄膜的透明度和导电性。经多次实验发现,退火处理的持续时间最好为6个小时,而且,改变材料的厚度和锡含量(最好在5%至10%之间),透明度和电阻也会随之变化,由此就能找到二者的最佳组合,从而开发出性能最好的导电薄膜。“通过控制纳米晶体溶液的浓度,美高梅官方网站可以将薄膜的厚度控制在30纳米到140纳米之间。”李宗泫说。

论文主要编辑、布朗大学化学系教授孙守恒(音译)表示,自旋浇铸工艺并不难,该方法的突破性在于找到合适的材料——乙酰丙酮铟和乙酰丙酮氯化锡来制造氧化铟锡纳米晶体,以生产高性能的导电薄膜。他们合成的氧化铟锡纳米晶体尺寸极小,直径约为110亿分之1米。当晶体在薄膜上自行排列时,既不会挤成一团,也不会距离太远,这种密集但分布均匀的晶体阵列有助于提高薄膜的导电率。

论文合著者、ATMI企业高级科学家梅丽莎·皮特鲁斯卡说,下一步将通过溅射法使氧化铟锡薄膜的导电性能提高一个数量级,同时降低成本,提高流程效率。因此,研究小组计划在新的实验中进一步降低电阻,缩短退火处理的时间,并利用喷墨或卷对卷式印刷技术来制造形式多样的薄膜,而不仅仅是连续的片状薄膜。

总编辑圈点

因为具有良好的导电性,对可见光透明,对红外光反射性强等特性,氧化铟锡薄膜被广泛用于平面液晶显示、建筑用节能视窗、太阳能电池、轿车风挡、电磁辐射防护等方面。然而,由于铟的价格高昂且供应受限、氧化铟锡层的脆弱和柔韧性的缺乏、以及昂贵的层沉积要求真空,其他取代物正被设法寻找。而美国研究人员却认准华山一条道,研制出迄今透明度最高的氧化铟锡导电薄膜,这无疑给风光渐失的氧化铟锡薄膜打了一剂强心针。

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