基于鋁浸潤層的超薄銀透明導電薄膜研究

李 棟，潘永強，劉 歡，鄭志奇，周澤林

（西安工業大學 光電工程學院，陜西 西安 710021）

引言

目前，透明電極在光電設備中有很大需求，例如太陽能電池、發光二級管、曲面顯示屏、觸摸面板、光電探測器等。銦錫氧化物(ITO)薄膜具有優異的光學和電學性能[1]，是傳統的透明導電材料，應用也最為廣泛。然而，地球上銦元素豐富度較低，ITO 薄膜機械柔韌性較差，且需要較高的退火溫度來降低電阻率，嚴重阻礙了其在透明電極，尤其是新興柔性透明電極上的大規模應用。摻雜金屬氧化物、超薄金屬薄膜、導電聚合物、納米材料(包括碳納米管、石墨烯、金屬納米線)[2]等，已逐漸成為ITO 薄膜的有效替代品。而超薄金屬透明導電薄膜因機械柔韌性好、制備工藝簡單、成本低等優點被廣泛應用。

銀薄膜導電性會隨著厚度的增加而增加，但厚度過厚會影響薄膜的透過率。所以需要引入浸潤層來降低薄膜的閾值厚度，進而使銀薄膜在較低的厚度達到連續。多種金屬都可被用作銀薄膜的浸潤層來降低銀薄膜的閾值厚度，如鎳(Ni)[3]、銅(Cu)[4]、金(Au)[5]等。 Stefaniuk 等人研究了Ge、Ni 和Ti 3 種金屬作為浸潤層對銀薄膜電阻率的影響[6]。Wang 等人為制備透明銀電極提供了一種有效的方法，發現少量的氧摻雜可以改善銀薄膜的光學和電學性能[7]。Logeeswaran 等人通過將有無Ge 浸潤層的銀薄膜進行對比，研究了金屬Ge 浸潤層對玻璃基底上銀薄膜形貌的影響[8]。浙江大學薛為寧通過熱蒸發技術，經過不同元素的摻雜，成功生長出了表面平整、熱穩定性好的摻鋁銀薄膜[9]。……