Propiedades eléctricas, ópticas y estructurales de películas delgadas de óxido de indio–estaño para dispositivos emisores de luz orgánicos

Se han crecido películas delgadas de óxido de indio–estaño (ITO) de alta calidad (200–850 nm) por deposición láser pulsado (PLD) en sustratos de vidrio sin un tratamiento de recocido posterior a la deposición. Se han investigado las propiedades estructurales, eléctricas y ópticas de estas películas en función de la composición del blanco, la temperatura de deposición del sustrato, la presión del gas de fondo y el grosor de la película. Las películas se depositaron a partir de varias composiciones de blanco que varían del 0 al 15 % en peso de contenido de SnO2. La composición óptima del blanco para una alta conductividad fue de 5 % en peso de SnO2+95 % en peso de In2O3. Las películas se depositaron a temperaturas de sustrato que varían desde temperatura ambiente hasta 300 °C en presiones parciales de O2 que varían de 1 a 100 mTorr. Las películas se depositaron utilizando un láser excimer KrF (248 nm, 30 ns de ancho completo a la mitad del máximo) a una fluencia de 2 J/cm2. Para una película de ITO de 150 nm de grosor crecida a temperatura ambiente en una presión de oxígeno de 10 mTorr, la resistividad fue de 4×10−4 Ω cm y la transmisión promedio en el rango visible (400–700 nm) fue del 85%. Para una película de ITO de 170 nm de grosor depositada a 300 °C en 10 mTorr de oxígeno, la resistividad fue de 2×10−4 Ω cm y la transmisión promedio en el rango visible fue del 92%. La movilidad de Hall y la densidad de portadores para una película de 150 nm de grosor depositada a 300 °C fueron de 27 cm2/V s y 1.4×1021 cm−3, respectivamente. Se puede lograr una reducción en el índice de refracción para películas de ITO aumentando la densidad de electrones en las películas, lo cual se puede obtener aumentando la concentración de dopantes de Sn en los blancos y/o aumentando la temperatura de deposición. Las mediciones de microscopía de fuerza atómica de estas películas de ITO indicaron que su rugosidad superficial cuadrática media (~5 Å) era superior a la de las películas de ITO depositadas por pulverización disponibles comercialmente (~40 Å). Las películas de ITO por PLD se utilizaron para fabricar diodos emisores de luz orgánicos. A partir de estas estructuras se midió la electroluminiscencia y se calculó una eficiencia cuántica externa del 1.5%.