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氧化铟锡Sn:In2O3(ITO)薄膜作为传统的透明导电材料,具有优良的导电性及透光性,在众多领域得到了广泛应用,是目前世界范围内市场上使用最多的透明导电薄膜。但随着显示技术和柔性电子的发展,目前的商业ITO薄膜面临着新的、更高的要求,如何进一步提高ITO薄膜的性能成为当今学术界研究的一个热点。本文采用钇(Y)稳定的ZrO2(YSZ)作为过渡层,在云母(Mica)衬底上实现了 ITO薄膜的外延生长。通过优化脉冲激光沉积(PLD)的氧压、衬底温度、退火温度等生长条件,获得了性能优异的薄膜材料;结合ITO薄膜的高导电性和云母衬底的高导热性,ITO/YSZ/Mica具有独特的电加热性能,在电热治疗、柔性透明加热器等领域具有潜在的应用前景。论文取得的主要结果和结论如下:(1)在Mica上直接生长获得了 ITO多晶薄膜;引入YSZ过渡层,凭借ITO与YSZ之间的cube-on-cube生长关系,实现了 ITO的择优取向生长,获得了性能优异的外延ITO薄膜。当ITO厚度为500 nm时,其方阻小于10 Ω/sq,透过率可以保持在90%以上,品质因子ΦTC高达54.4×10-3/Ω,同时在1000次弯曲测试中能够保持性能稳定。上述结果表明ITO/YSZ/Mica结构具有优异的光电性能和耐弯曲性能,有望应用于柔性光电器件。(2)ITO基新型薄膜加热器表现出极快的响应速度(～3 s)。以天然云母为衬底的薄膜加热器(ITO 300 nm,32 Ω/sq)可在24V电压下获得～600℃(天然云母基底耐热的极限温度)的稳定温度。以氟晶云母为基底的薄膜加热器(ITO 500 nm,8 Ω/sq)在28 V直流电压下获得～834℃的稳态温度,且升降温速率快(～200℃/s),薄膜面加热均匀。此外,经过30次循环升降温测试后,其最大稳态温度无明显下降,表明ITO/YSZ/Mica薄膜加热器除了具有优异的加热性能外,还具备较高的稳定性。目前在国内外尚未见有超过600℃的柔性透明薄膜加热器的报道。(3)将ITO/YSZ/Mica薄膜贴在10mL圆柱形石英烧杯上制备了“沸腾炉”。在24 V输入电压下仅用75秒成功把10 mL的去离子水从室温加热至沸腾。实验表明ITO/YSZ/Mica薄膜加热器不仅具有良好的柔性,且在弯曲状态下仍保持较高的加热性能。(4)初步探索了以ITO/YSZ/Mica薄膜为“退火炉”,在其顶部和背面分别给非晶PZT薄膜做热处理,成功实现了非晶薄膜的快速晶化。在不同的升温条件下研究了非晶PZT薄膜的晶化过程,当“退火炉”以650℃在空气中保温10分钟时,分别获得(111)择优取向生长的PZT薄膜以及多晶态的PZT薄膜。以此条件得到的PZT薄膜具有平整致密、粗糙度较小的薄膜表面。在PFM探针外电场作用下,实现了 PZT的铁电极化翻转,显示出良好的铁电性。ITO/YSZ/Mica柔性透明导电薄膜作为“沸腾炉”和“退火炉”的应用拓宽了薄膜加热器的应用领域。