Indiumzinnoxid

Indiumzinnoxid (kurz ITO für englisch indium tin oxide) ist ein Stoff, der halbleitend und transparent ist. Es ist ein Mischoxid aus üblicherweise 90% Indium(III)-oxid (In₂O₃) und 10% Zinn(IV)-oxid (SnO₂). Das Zinn(IV)-oxid erzeugt als Dotiermittel die für eine gute elektrische Leitfähigkeit notwendigen Störstellen im Kristallgefüge des Indiumoxids. Dünne Schichten von typischerweise ca. 200 nm weisen eine hohe Transparenz auf und haben einen Flächenwiderstand von ca. 6 .

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Der Stoff wird für die Herstellung transparenter Elektroden in Flüssigkristallbildschirmen, organischen Leuchtdioden und Touchscreens eingesetzt. Auch in Dünnschicht-Solarzellen findet er Verwendung. Als stark die Infrarotstrahlung reflektierender Halbleiter wird ITO vereinzelt auch großflächig als Wärmeschutz auf Fensterglasscheiben aufgebracht. Ebenso können verschiedenste Oberflächen, beispielsweise Kunststofffolien, mit ITO beschichtet werden, damit sich diese nicht elektrostatisch aufladen. Dies ist im Bereich der Verpackung und Lagerung hochempfindlicher elektronischer Bauteile wichtig.

ITO wird üblicherweise durch Kathodenzerstäubung auf die entsprechenden Substrate - fast immer Gläser - aufgebracht. ITO kann aber auch im Hochvakuum aufgedampft werden, wobei allerdings die bedampften Bauteile auf bis zu 360°C erwärmt werden müssen, was die Anwendbarkeit, vor allem bei Kunststoffen, einschränkt. Möglich ist auch das Aufdampfen bei Raumtemperatur und anschließender Auslagerung in Sauerstoff bei 360°C und Atmosphärendruck. Die Schichten sehen nach dem Aufdampfen metallisch aus und sind undurchsichtig. Erst die Oxidation gibt ihnen die gewünschten Eigenschaften Transparenz und Leitfähigkeit.

Eine weitere Möglichkeit ist das Sol-Gel-Verfahren, das auf dünnen, aber großflächigen Schichten eingesetzt werden kann. Dabei können die Substrate getaucht, besprüht, bedruckt oder durch Aufschleudern beschichtet werden. Nachteilig ist hierbei allerdings die für viele Anwendungen (LCD und OLED) zu geringe Schichthomogenität.

Durch den hohen Preis für Indium, der sich in den letzten Jahren vervielfacht hat, sind Schichten aus ITO relativ teuer. Die nur begrenzt verfügbaren Mengen an Indium beschränken mittelfristig beispielsweise die Massenanwendung in Dünnschicht-Solarzellen. Es wird daher intensiv an alternativen transparent-leitfähigen Beschichtungen gearbeitet. Aussichtsreiche Kandidaten sind dabei u.a.:

• SnO₂:F, mit Fluor dotiertes Zinn(IV)-oxid (FTO = Fluor Tin Oxide)
• ZnO:Al, mit Aluminium dotiertes Zinkoxid, (AZO = Aluminium Zink Oxide)
• SnO₂:Sb, mit Antimon dotiertes Zinn(IV)-oxid (ATO = Antimony Tin Oxide)