本文采用直流磁控溅射分层溅射制备了氧化铟锡(ITO)/银(Ag)/ITO多层复合薄膜。系统研究了溅射温度对ITO/Ag/ITO多层复合薄膜的结构和光电性能影响。采用ITO(m(In2O3)∶m(SnO2)=9∶1; 直径60 mm)靶材和Ag(纯度99.999%; 直径60 mm)靶材分层溅射,使ITO薄膜和Ag薄膜依次沉积在钠-钙玻璃基片上。结果表明,溅射温度对该薄膜的形貌和结构具有显著的影响。在中间Ag薄膜和顶层ITO薄膜的溅射温度均为120 ℃时,薄膜表面晶粒形貌由类球形转变为菱形,此时薄膜方阻为3.68 Ω/Sq,在488 nm处透射率为88.98%,且品质因数为0.03 Ω-1,实现了低方阻高可见光透射率ITO/Ag/ITO多层复合薄膜的制备。

近年来, 氧化铟锡(ITO)薄膜因其可实现介电常数近零(Epsilon-Near-Zero, ENZ)且易于调制的特性, 已经成为非线性光学和微纳光学等领域的研究热点。文章先使用射频磁控溅射法在硅基底上制备ITO薄膜, 再通过椭圆偏振光谱仪测试并拟合其光学参数, 探究了本底真空度、溅射功率、溅射气压、衬底温度和膜厚等因素对ITO薄膜ENZ波长的调节机制。通过优化工艺, 使ITO薄膜最短ENZ波长蓝移至1094.4nm, 突破了以往文献报道的极限。该研究将ITO薄膜的ENZ波长延伸至近红外短波区域, 有望实现微纳光电器件相关领域向短波方向的应用拓展。

采用电子束蒸发镀膜方法在K9玻璃基底上分别镀制了ITO/SiO2/ITO,ITO/Ti2O3/ITO和ITO/MgF2/ITO结构的多层薄膜，用四探针方块电阻仪测量薄膜表面的方块电阻，用原子力显微镜观测样品的表面微观形貌。结果显示，当ITO薄膜的粗糙度较大且介质薄膜的物理厚度小于100nm时，各层ITO薄膜之间通过山峰状的凸起结构相连通，导致样片表面的方块电阻测量值与各层ITO薄膜电阻的并联值相当。这表明，当ITO薄膜的粗糙度较大且介质薄膜厚度较小时，各层ITO薄膜表现出电阻并联效应。利用多层ITO薄膜的电阻并联效应设计并制备了450～1200nm超宽光谱透明导电薄膜，用四探针方块电阻仪测量了试验样片的表面方块电阻，用紫外可见近红外分光光度计测试了样片的光谱透射率。结果显示，在相同表面方块电阻条件下，相比于单层ITO薄膜，利用ITO薄膜电阻并联效应所制备的多层透明导电薄膜具有更高的光谱透射率。

结合反应离子刻蚀法和掩膜法在n型硅片表面制备出圆锥状结构黑硅, 利用湿法氧化法在硅片表面氧化出一层超薄SiOx, 采用磁控溅射法在其表面沉积一层掺锡氧化铟(IndiumTinOxide, ITO)薄膜, 在黑硅衬底上制备出ITO/SiOx/n-Si太阳电池。通过硅片表面纳米结构, 增加光吸收, 进而提高电池转化效率。研究结果表明, 在不同衬底温度下沉积ITO时, 薄膜都呈现出了良好的光学和电学性能.250 ℃时, ITO薄膜性能最优, 在400~1 000 nm波长范围内, 平均透过率达到93.1%, 并展现出优异的电学性能.通过优化H2O2预处理时间, 减小了SiOx层中氧空位缺陷, SIS电池短路电流得到明显提高, 从未处理前的26.84 mA/cm2提升到经H2O2处理15 min后的34.31 mA/cm2.此时, 电池性能最优, 转化效率达到3.61%.

室温下用射频磁控溅射法在玻璃和p型单晶硅衬底上沉积ITO薄膜, 并对其进行不同温度的退火处理。采用XRD衍射仪测试薄膜结晶性, 用紫外-可见分光光度计和霍尔效应测试试样光电性能, 用吉时利2400表测试ITO/p-Si接触的I-V曲线, 用线性传输线模型测试比接触电阻。研究结果表明: 室温下沉积的ITO薄膜与p-Si形成欧姆接触, 但比接触电阻较大。退火处理可以进一步优化接触性能, 200℃退火后试样保持欧姆接触且比接触电阻下降为8.8×10-3Ω·cm2。随着退火温度进一步升高到300℃, 比接触电阻达到最低值2.8×10-3Ω·cm2, 但接触性能变为非线性。

在极地环境(如南极Dome A)中的光学系统，氧化铟锡(ITO)薄膜加热除霜有突出的优势。简述了ITO 薄膜除霜原理，指出了目前采用的直流电、点状电极的加热设计存在局部过冷、电极过热、整体加热不均的情况，影响成像质量与除霜效果。给出了加热除霜效果的评估指标，提出了多相交流电、线状电极的新设计，并采用“主路径”分析法进行论证。然后以南极巡天望远镜(AST)为背景，对500 mm 口径镜面进行有限元模拟，在等功率条件下，对各加热设计进行评估。使用红外热像仪测量实际镜面：采用新设计后，镜面温度均方差降低了81.65%，峰谷值降低了76.31%。实验结果表明：新设计大幅提高了加热除霜的均匀性和效率，改善了视宁度，有望应用于南极光学望远镜工程中。

通过分光椭偏测量技术、并采用Drude和Tauc-Lorentz复合模型，研究了铟锡氧（ITO）薄膜在不同基底温度和退火过程中光学介电函数的变化。通过与霍尔效应以及光学带隙测试的数据对比，发现ITO 薄膜的载流子浓度和光学带隙变化分别对材料红外和紫外波段光学介电函数有影响。通过分别研究材料在低能端和高能端的介电函数，得到光学介电函数与薄膜的载流子浓度和光学带隙的关系。该研究确定了利用非接触分光椭偏技术对ITO薄膜的电学和光学特性进行定量分析的近似方法。

在低温条件下采用直流磁控溅射法在有机玻璃(PMMA)衬底上制备了ITO薄膜。分别采用分光光度计、四探针测试仪研究了底涂层、衬底温度、氧流量、溅射时间对PMMA上沉积的ITO薄膜性能的影响。研究结果表明: 涂覆底涂层有助于ITO成膜; 衬底温度影响薄膜的方块电阻值; 适当增大O2流量可以提高薄膜的透射率, 但过高的O2流量降低薄膜的导电性; 溅射时间延长, 方块电阻值减小。优化工艺后制备的ITO薄膜为非晶态膜, 可见光平均透过率达83.5%, 方块电阻为22Ω/□。

利用基于压电效应的光声技术, 研究了ITO薄膜在可见光波段的吸收特性, 并与分光型光学薄膜分析系统NKD8000测得的数据进行了比较, 得到了一致性较好的结果。实验证实: 在可见光波段, 该ITO薄膜的吸收率随波长呈非线性变化, 在450nm附近吸收最强, 随着波长的增加逐渐减小, 在514.7nm处接近于零, 之后又缓慢增大。

将直径为1.5 μm的透明球形微粒(SiO2), 通过自组装的方式在ITO玻璃上形成单层分布, 采用KrF准分子激光(λ＝248 nm)进行单脉冲辐照。激光经过单层微粒在ITO薄膜表面得到增强, 在ITO上制备亚微米量级的孔状结构。通过扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)分析评价辐照后样品表面微结构的质量, 用霍尔效应测试仪和分光光度计测试ITO的导电性和透光性。ITO上的亚微米阵列绒面结构使入射光透过率降低, 陷光作用增强。采用适当的激光能量密度(0.27～0.45 J/cm2)可在ITO上制备微孔结构, 同时不影响ITO薄膜本身优良的电学性能。而当能量密度较大时, 激光在与材料作用时产生的应力和热效应会对薄膜整体结构产生破坏, 孔状结构周围出现裂纹, 电阻率升高。