Оксид индия-олова (англ. Indium tin oxide или сокращённо ITO) — полупроводниковый материал, прозрачен для видимого света благодаря большой ширине запрещённой зоны (около 4 eV), но способен отражать ИК излучение. Твёрдый раствор оксидов индия (III) и олова (IV) типично содержит 90 % первого и 10 % второго.
| Оксид индия-олова | |
|---|---|
| Общие | |
| Традиционные названия | смешанный оксид индия-олова; ITO |
| Хим. формула | (In2O3)0,9 - (SnO2)0,1 |
| Физические свойства | |
| Состояние | бесцветное твёрдое вещество, в массе - желтоватое |
| Молярная масса | 264,94 г/моль |
| Плотность | 7,12 г/см3 (25 °C) [1] |
| Химические свойства | |
| Растворимость | |
| • в воде | нерастворим |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 50926-11-9 |
| PubChem | 16217324 |
| Рег. номер EINECS | 610-589-1 |
| SMILES | |
| InChI | |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
Свойства
правитьЯвляется полупроводником n-типа с проводимостью, сравнимой с металлической, где ионы олова служат донорами электронов. В тонких слоях порядка 200 нм, нанесенный на стекло при температуре около 400 °С демонстрирует высокую прозрачность и имеет поверхностное сопротивление около 6 Ом/□.
Области применения
правитьБлагодаря сочетанию высокой прозрачности и проводимости, материал используется в производстве прозрачных электродов жидкокристаллических экранов, органических светодиодов (по-английски OLED — Organic Light Emitting Diode) и сенсорных экранов (Touchscreen). Находит также применение в тонкослойных фотопреобразователях и для создания прозрачных электродов в полупроводниковых фотоприёмниках. Инфракрасные лучи ITO отражает подобно металлическому зеркалу, что даёт возможность использовать его в теплозащите. Может использоваться для создания проводящих покрытий на других материалах, что защищает от электростатических зарядов.
Используемые методы нанесения
правитьОксид индия-олова наносят различными методами, в зависимости от нужной прозрачности и материала подложки. При нанесении на стекло используется метод напыления в высоком вакууме, но при этом подложка, на которую наносят прозрачные электроды, может нагреваться до 400 °С. Это неприемлемо для большинства термопластичных материалов. Также, сообщается о получении газовых сенсоров на основе ITO для детектирования газа CO с помощью плоттерной печати[2].
Конкурирующие материалы
правитьГлавным недостатком оксида индия-олова является его дороговизна (в связи с высоким спросом, цена индия превышала 750 долларов за килограмм), поэтому предлагались другие материалы для прозрачных электродов:
- Оксид цинка, легированный индием (ZnO-In2O3)[3]
- Оксид алюминия-цинка (AZO)
- Оксид олова, легированный фтором (FTO)
- Оксид олова, легированный сурьмой
- Графен [4]
- Проводящие полимеры (в т.ч. PEDOT)
- Оксид индия, легированный фтором (IFO)
- Оксид индия, легированный цинком (IZO)
- Ванадат стронция [5]
- Ванадат кальция [5]
Ссылки
править- ↑ Gunar Kaune: Röntgenografische Charakterisierung von Indium-Zinn-Oxid-Dünnschichten. (PDF; 4,4 MB) Архивная копия от 14 февраля 2006 на Wayback Machine Diplomarbeit an der Technischen Universität Chemnitz, 26. September 2005.
- ↑ Artem S. Mokrushin, Nikita A. Fisenko, Philipp Yu Gorobtsov, Tatiana L. Simonenko, Oleg V. Glumov. Pen plotter printing of ITO thin film as a highly CO sensitive component of a resistive gas sensor (англ.) // Talanta. — 2021-01-01. — Vol. 221. — P. 121455. — ISSN 0039-9140. — doi:10.1016/j.talanta.2020.121455.
- ↑ Akhmed Akhmedov, Aslan Abduev, Eldar Murliev, Abil Asvarov, Arsen Muslimov. The ZnO-In2O3 Oxide System as a Material for Low-Temperature Deposition of Transparent Electrodes (англ.) // Materials. — 2021-01. — Vol. 14, iss. 22. — P. 6859. — ISSN 1996-1944. — doi:10.3390/ma14226859. Архивировано 24 марта 2022 года.
- ↑ Jonathan K. Wasseia et. al. Graphene, a promising transparent conductor Materials Today 13, 52 (2010) doi:10.1016/S1369-7021(10)70034-1
- ↑ 1 2 Transparent metal films for smart phone, tablet and TV displays (амер. англ.). phys.org. Дата обращения: 12 июня 2019. Архивировано 21 октября 2018 года.