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(1.上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093;2.上海理工大学 上海市现代系统光学重点实验室, 上海 200093)

引 言

掺铟锡氧化铟(ITO)薄膜是第一代透明导电氧化物薄膜(TCO)薄膜材料中最常用的材料之一。但由于铟锡价格昂贵、资源短缺等缺点,其研究和应用受到了限制。氧化锌(ZnO)薄膜因具有锌铝储量丰富、光电特性良好、材料无毒性、成本低廉等优点而成为ITO薄膜的最佳替代性材料之一,因此对ZnO薄膜的制备工艺及材料特性的相关研究成为科研工作者关注的热点。

ZnO薄膜的常见制备方法有很多种,比如反应溅射法[1]、离子束溅射法[2]、射频磁控溅射法[3]、喷射热分解[4]及溶胶-凝胶法[5]等。其中直流磁控溅射法具有成膜速率高、衬底温度低、成膜黏附性好、易控制、薄膜结晶质量好、可大面积生产等优点,是目前最成熟的镀膜技术之一。

以ZnO为代表的透明导电氧化物薄膜已被广泛应用于太阳能电池、透明电磁屏蔽材料、电荷耦合成像器件等领域[6]。室温沉积ZnO薄膜具有较大的缺陷,无法得到光电性能皆佳的薄膜材料。常见改良方法有改变工艺参数,快速热退火,掺杂,嵌层金属,设计微观结构等[7-9]。但对于以柔性材料为衬底的研究仍不系统[10]。随着市场需求变化,急需在可见光范围内有较高的透过率、且电学性能优良的柔性透明导电氧化物薄膜。

本文结合Macleod拟合并预测光学性质变化趋势及相关参数,以柔性PET为衬底,通过直流磁控溅射法,系统研究改变嵌层金属厚度及ZnO薄膜厚度对高性能三明治薄膜的性能影响,获得光电性能俱佳的柔性透明导电氧化物薄膜。……