直流溅射法制备的ITO薄膜微结构与分形特性研究

本文主要探讨了ITO薄膜（Indium Tin Oxide, ITO）的微结构及其分形特性，由孙兆奇、吕建国等人通过直流磁控溅射法制备了不同退火时间的ITO薄膜，并对其进行了深入的结构分析。首先，通过X射线衍射(XRD)技术，研究者发现随着退火时间的增加，薄膜的晶格常数呈现出先减小后略有增大的趋势。这种变化可以归因于薄膜中Sn4+离子逐渐取代Sn2+，导致晶格常数减小以及由于晶体内部压应力的释放使得晶格常数稍有增大。 分形理论在这个研究中起到了关键作用，它被用来定量表征薄膜的微观结构。研究结果显示，分形维数随退火时间的变化呈现先减小后增大的趋势，这揭示了薄膜中平均颗粒尺寸先减小后增大的现象，与XRD分析的结果相吻合。分形维数作为描述分形结构的重要参数，它的变化反映了薄膜微结构的复杂性和不规则性。 作者们引用了万明芳、王渊和吴润等人的工作，这些研究都展示了分形理论在表征纳米材料表面形貌和薄膜性能中的应用。例如，纳米硅薄膜的表面形貌表现出分形特征，薄膜厚度增加时，分形维数增大，电阻率也随之提高。对于ITO薄膜，这种微结构特征对薄膜的光学性能如高透光率、高反射率、低电阻率以及能隙宽度有着直接的影响，因此，控制和理解这些特性对于优化ITO薄膜在各种光电子器件中的应用至关重要。 本文不仅提供了关于ITO薄膜微结构与退火时间关系的实验数据，还展示了分形理论作为一种强大的工具，用于解析材料的复杂微结构，这对于深入理解ITO薄膜的制备过程、优化其性能以及推动相关领域的科研进展具有重要意义。