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摘 要：本文首先通过对ITO薄膜的微结构特点进行阐述，其次对ITO薄膜的能带结构进行讲解，然后对ITO薄膜的光电性能进行介绍，最后对ITO薄膜的力学性能进行概述，从而促进ITO薄膜向着新的研究发现发展。
关键词：ITO薄膜;性能;研究
引言
ITO是锡掺杂氧化铟的简称，是一种透明导电氧化物材料。常见的沉淀方法为非晶态或者体心立方晶系晶体，为N型半导体材料，其中载流子为自由电子，其主要是通过薄膜化学计量比的偏差或者氧离子掺杂而形成。同时ITO薄膜是现阶段研究最为广泛地薄膜材料，由于电阻低、高红外反射率等特有的性质被广泛应用于平板显示器、发光二极管等领域。
一、ITO薄膜的微结构特点
一般情况下，薄膜材料的微结构对薄膜的其他物理性质发挥着十分重要的作用。站在宏观角度来看，较为优质的ITO薄膜的物理性能也比较高。具有（222）择优取向的ITO薄膜具有很强的透明性、载流子移动速度、Sn离子惨杂率;而具有（400）择优取向的ITO薄膜具有载流子浓度、表面平滑度、氧空位浓度。ITO薄膜的结构和取向都是受到膜机理的影响，如果能够详细的掌握薄膜的生产变化和结构的变化规律，可以研发出综合性能较高的薄膜产品，并且可以对薄膜性能调节提供强有力的支持，对生产和科技研发有着十分重要的作用。但由于ITO薄膜的厚度非常小，如果想要对ITO薄膜进行细微的观察这就需要使用电子显微镜和电子衍射等。
二、ITO薄膜的能带结构
ITO薄膜是一种N型半导体材料，而半导体材料的能带结构会对光电性能发挥着十分重要的作用。所以，对ITO薄膜的能带结构进行深入的研究和分析，并建立完善的能带结构和光电性能的关系，可以在一定程度上调节ITO薄膜的综合性能，对科学研究和生产有着十分重要的作用。通常情况下，如果使用原有的制造方式，很难获得带有P型导电性质的ITO薄膜。这是由于氧化薄膜在生产过程中，施主杂质由于性能能力较低并且在薄膜中的密度比较高，如果加入受主杂质，使得原本的薄膜的施主杂质由于缺陷问题导致自由电子和受主杂质的空穴相结合，从而出现“自补偿效应”，使得受主杂质受到影响;除外，氧化物中的氧离子具有较强的电负性，很容易使得氧原子的2p能级小于金属原子的价带电子能级。这样就会使得氧原子的作用在价带边缘形成一个组织，导致价带顶部拥有很强的局域性，从而减少空穴在晶体中的移动速度。
三、ITO薄膜的光电性能
（一）ITO薄膜的电学性能
半导体的导电性是由于外电场下较高浓度的载流子的运动。ITO薄膜是一种N型半导体氧化物材料，载流子是一种自由电子，主要是通过沉淀过程中的薄膜化学计量比的偏值亦或者混杂形成的施主杂质。ITO薄膜的沉淀过程通常下是非热力学平衡的一个过程，ITO薄膜在制造过程中往往会产生氧缺位或者填隙金属离子等问题，这样问题可能会形成杂质能级或者施主能级，并且还可以提供自由电子。
（二）ITO薄膜的光学性能
ITO 薄膜在实际应用过程中，由于各种高性能电子设备都需要要求ITO薄膜拥有良好的光电学性能，在高速度过率的前提下要尽量减少方块电阻。ITO薄膜作为N型半导体氧化物，使得电性主要来自于自由电子内。如果想要提升ITO薄膜的电导率，可以提高薄膜中得载流子浓度和载流子移动速度。但如果载流子浓度较大，会使得离化杂质增多，从而减弱载流子的移动速度。除此之外，载流子浓度过高还会使得可见光光子吸收能力加大，从而使得薄膜的可光率下降。所以，在现阶段中普遍认为增加ITO薄膜光学性能的主要方法是加大载流子的移动速度。
四、ITO薄膜的力学性能
ITO薄膜自身就具有非常稳定的力学性能和化学稳定性，并且ITO薄膜可以作为二维材料使用，所以力学性能和拥有同样化学成分的材料之间存在很大的差異性。又由于ITO薄膜拥有尤为特殊的物理学尺度，所以，原有的材料力学性能测试是不能够直接测量出ITO薄膜的力学性能，ITO薄膜的力学性能主要包括ITO薄膜的内应力和ITO薄膜的膜基结合性能。
（一）ITO薄膜的内应力
对薄膜的内应力进行深入研究是现阶段许多专家学者需要攻克的重点和难点领域。有些专家学者认为薄膜的应力是薄膜结构在宏观标准中的表现，主要是根据薄膜在彻底的成长过程，并且对薄膜的各项指标有着十分重要的影响。随着人们对薄膜应力的深入研究发现，可以在沉淀过程中有效的控制薄膜应力，可以筛选有用的应力来提高薄膜力学和其他物理性能。通常情况下，可以采用一般的沉淀方法创造的薄膜内通常会存在一定的内应力。由于薄膜的内应力形成非常繁琐，通常情况下都是由在衬底生产过程中由于某种结构的不完整等情况所引发内应力，同时在沉淀过程结束之后，外部环境的变化也会对薄膜的内应力产生影响。
（二）ITO薄膜的膜基结合性能
近年来，越来越多的研究学者开始对薄膜的膜基结合性能进行研究，并提出对膜基结合性能的研究就是对薄膜施加外力，使得薄膜从衬底脱落，并要求出脱落所需要的力量。在现阶段的膜基结合性能的测量中已经发现200多种，其中包括纳米划痕法、拉伸法、扭转法等。由于纳米划痕法操作简单、可以多次重复、灵敏度高等优点已经成为现阶段膜基结合性能的主要测试方法。纳米划痕法就是通过监测压针在膜基样品中的划痕深度、切口力度等数据的变化，对薄膜进行详细的研究。
结束语
随着ITO薄膜越来越广泛的应用，未来的ITO薄膜的发展方向有：（1）深入研究ITO薄膜在不同沉淀过程、不同沉淀条件和不同衬底材料中形成的薄膜，并对薄膜的成长过程进行深入探讨。（2）深入研究ITO薄膜的界面状态、界面化学稳定性等问题。随着对ITO薄膜的深入研究，将会成为现时代下各种电子产品中不可缺少的重要功能器件。
参考文献
[1]黄友奇，张永悦.柔性衬底表面沉积透明导电氧化物薄膜弯曲特性研究进展[J].中国建材科技，2018，27（05）：60-62.
[2]李佳明，姜良宝，陈牧，李晓宇，韦友秀，张晓锋，马一博，颜悦.非晶态ITO透明导电薄膜的制备及热处理晶化技术研究进展[J].航空材料学报，2018，38（05）：24-35.
关键词：ITO薄膜;性能;研究
引言
ITO是锡掺杂氧化铟的简称，是一种透明导电氧化物材料。常见的沉淀方法为非晶态或者体心立方晶系晶体，为N型半导体材料，其中载流子为自由电子，其主要是通过薄膜化学计量比的偏差或者氧离子掺杂而形成。同时ITO薄膜是现阶段研究最为广泛地薄膜材料，由于电阻低、高红外反射率等特有的性质被广泛应用于平板显示器、发光二极管等领域。
一、ITO薄膜的微结构特点
一般情况下，薄膜材料的微结构对薄膜的其他物理性质发挥着十分重要的作用。站在宏观角度来看，较为优质的ITO薄膜的物理性能也比较高。具有（222）择优取向的ITO薄膜具有很强的透明性、载流子移动速度、Sn离子惨杂率;而具有（400）择优取向的ITO薄膜具有载流子浓度、表面平滑度、氧空位浓度。ITO薄膜的结构和取向都是受到膜机理的影响，如果能够详细的掌握薄膜的生产变化和结构的变化规律，可以研发出综合性能较高的薄膜产品，并且可以对薄膜性能调节提供强有力的支持，对生产和科技研发有着十分重要的作用。但由于ITO薄膜的厚度非常小，如果想要对ITO薄膜进行细微的观察这就需要使用电子显微镜和电子衍射等。
二、ITO薄膜的能带结构
ITO薄膜是一种N型半导体材料，而半导体材料的能带结构会对光电性能发挥着十分重要的作用。所以，对ITO薄膜的能带结构进行深入的研究和分析，并建立完善的能带结构和光电性能的关系，可以在一定程度上调节ITO薄膜的综合性能，对科学研究和生产有着十分重要的作用。通常情况下，如果使用原有的制造方式，很难获得带有P型导电性质的ITO薄膜。这是由于氧化薄膜在生产过程中，施主杂质由于性能能力较低并且在薄膜中的密度比较高，如果加入受主杂质，使得原本的薄膜的施主杂质由于缺陷问题导致自由电子和受主杂质的空穴相结合，从而出现“自补偿效应”，使得受主杂质受到影响;除外，氧化物中的氧离子具有较强的电负性，很容易使得氧原子的2p能级小于金属原子的价带电子能级。这样就会使得氧原子的作用在价带边缘形成一个组织，导致价带顶部拥有很强的局域性，从而减少空穴在晶体中的移动速度。
三、ITO薄膜的光电性能
（一）ITO薄膜的电学性能
半导体的导电性是由于外电场下较高浓度的载流子的运动。ITO薄膜是一种N型半导体氧化物材料，载流子是一种自由电子，主要是通过沉淀过程中的薄膜化学计量比的偏值亦或者混杂形成的施主杂质。ITO薄膜的沉淀过程通常下是非热力学平衡的一个过程，ITO薄膜在制造过程中往往会产生氧缺位或者填隙金属离子等问题，这样问题可能会形成杂质能级或者施主能级，并且还可以提供自由电子。
（二）ITO薄膜的光学性能
ITO 薄膜在实际应用过程中，由于各种高性能电子设备都需要要求ITO薄膜拥有良好的光电学性能，在高速度过率的前提下要尽量减少方块电阻。ITO薄膜作为N型半导体氧化物，使得电性主要来自于自由电子内。如果想要提升ITO薄膜的电导率，可以提高薄膜中得载流子浓度和载流子移动速度。但如果载流子浓度较大，会使得离化杂质增多，从而减弱载流子的移动速度。除此之外，载流子浓度过高还会使得可见光光子吸收能力加大，从而使得薄膜的可光率下降。所以，在现阶段中普遍认为增加ITO薄膜光学性能的主要方法是加大载流子的移动速度。
四、ITO薄膜的力学性能
ITO薄膜自身就具有非常稳定的力学性能和化学稳定性，并且ITO薄膜可以作为二维材料使用，所以力学性能和拥有同样化学成分的材料之间存在很大的差異性。又由于ITO薄膜拥有尤为特殊的物理学尺度，所以，原有的材料力学性能测试是不能够直接测量出ITO薄膜的力学性能，ITO薄膜的力学性能主要包括ITO薄膜的内应力和ITO薄膜的膜基结合性能。
（一）ITO薄膜的内应力
对薄膜的内应力进行深入研究是现阶段许多专家学者需要攻克的重点和难点领域。有些专家学者认为薄膜的应力是薄膜结构在宏观标准中的表现，主要是根据薄膜在彻底的成长过程，并且对薄膜的各项指标有着十分重要的影响。随着人们对薄膜应力的深入研究发现，可以在沉淀过程中有效的控制薄膜应力，可以筛选有用的应力来提高薄膜力学和其他物理性能。通常情况下，可以采用一般的沉淀方法创造的薄膜内通常会存在一定的内应力。由于薄膜的内应力形成非常繁琐，通常情况下都是由在衬底生产过程中由于某种结构的不完整等情况所引发内应力，同时在沉淀过程结束之后，外部环境的变化也会对薄膜的内应力产生影响。
（二）ITO薄膜的膜基结合性能
近年来，越来越多的研究学者开始对薄膜的膜基结合性能进行研究，并提出对膜基结合性能的研究就是对薄膜施加外力，使得薄膜从衬底脱落，并要求出脱落所需要的力量。在现阶段的膜基结合性能的测量中已经发现200多种，其中包括纳米划痕法、拉伸法、扭转法等。由于纳米划痕法操作简单、可以多次重复、灵敏度高等优点已经成为现阶段膜基结合性能的主要测试方法。纳米划痕法就是通过监测压针在膜基样品中的划痕深度、切口力度等数据的变化，对薄膜进行详细的研究。
结束语
随着ITO薄膜越来越广泛的应用，未来的ITO薄膜的发展方向有：（1）深入研究ITO薄膜在不同沉淀过程、不同沉淀条件和不同衬底材料中形成的薄膜，并对薄膜的成长过程进行深入探讨。（2）深入研究ITO薄膜的界面状态、界面化学稳定性等问题。随着对ITO薄膜的深入研究，将会成为现时代下各种电子产品中不可缺少的重要功能器件。
参考文献
[1]黄友奇，张永悦.柔性衬底表面沉积透明导电氧化物薄膜弯曲特性研究进展[J].中国建材科技，2018，27（05）：60-62.
[2]李佳明，姜良宝，陈牧，李晓宇，韦友秀，张晓锋，马一博，颜悦.非晶态ITO透明导电薄膜的制备及热处理晶化技术研究进展[J].航空材料学报，2018，38（05）：24-35.