牛 犇，吴 隽，王凯丰，黄成斌，付 豪，祝柏林，李涛涛,，姚亚刚

(1.武汉科技大学材料与冶金学院，省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室，武汉 430081； 2.中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，苏州 215123)

0 引 言

近年来，透明导电氧化物薄膜(TCO)因兼具出色透光和导电特性，在平板显示器、太阳能电池和触摸屏[1-4]等光电设备和移动终端中具有十分广泛的应用，其研究也取得了巨大进展。目前应用最广泛的是掺铟氧化锡(ITO)薄膜，但由于铟是稀有金属，价格昂贵，并具有一定毒性，因而迫切需要研究其替代材料。

ZnO因成本低廉，禁带宽度达3.37 eV，且在氢等离子工艺中具有化学和热稳定性，是最理想的候选材料之一。本征ZnO薄膜的电阻率高达108～1010Ω·cm量级，通常状态下因原子比常偏离化学计量比而呈n型半导体特性，电阻率介于1～100 Ω·cm[5]。目前已对掺杂的ZnO薄膜进行了广泛研究，制备方法包括物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、溶胶-凝胶工艺(sol-gel)、激光脉冲沉积(PLD)和原子层沉积(ALD)等，掺杂后的薄膜电阻率大致处于10-2～10-5Ω·cm量级，可见光范围内的平均透光率超过75%[6-19]。尽管对ZnO进行一定掺杂可以得到性能优良的TCO薄膜，但同样也存在着一定不足。例如：掺杂离子会作为散射中心对薄膜的光电性能产生负面影响[20]；掺杂过程存在掺杂浓度不均匀的现象；薄膜的性能对基底温度存在严重的依赖性，难以在室温下获得高质量的透明导电薄膜；并且对光的选择透过不易调整等。另外有研究认为：将介质层薄膜与导电性优良的金属层薄膜通过堆叠方式构成多层复合薄膜，也可以在室温下获得良好的光电性能[21]。……