擁有介質(zhì)/金屬/介質(zhì)結(jié)構(gòu)的透明導(dǎo)電多層膜的光學(xué)與電學(xué)性能優(yōu)于單層透明導(dǎo)電氧化物膜或金屬膜,且能夠在低溫下制備。采用磁控濺射室溫制備ZnO/Ag/SiN透明導(dǎo)電多層膜,并進(jìn)行變角度橢圓偏振光譜測(cè)量。對(duì)單層膜建立物理模型并進(jìn)行擬合,獲得每層膜的折射率與消光系數(shù)。由單層膜模型組建多層膜模型,使多層膜的橢圓偏振光譜擬合值與實(shí)測(cè)值相吻合。擬合結(jié)果表明,不同O₂和Ar流量比條件下制備襯底層ZnO時(shí),功能層Ag的Drude模型中載流子濃度幾乎不變,而遷移率不同。當(dāng)O₂和Ar流量比使ZnO處于氧化態(tài)時(shí),Ag層的遷移率最高,由X射線衍射分析發(fā)現(xiàn),此時(shí)Ag層具有最強(qiáng)的結(jié)晶強(qiáng)度與擇優(yōu)取向。 

【文章來(lái)源】：激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2016年10期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

玻璃基體上單層膜的橢偏光譜.(a)(b)Zp0層.Fig.2Ellipsometric.spectraofsinglelayerstipglasssubstrate.(a)(6)

５３，?１０３１０１（２０１６）?激興與畀電ｇ？進(jìn)展?ｗｗｗ．ｏｐｔｉｃｓｊｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔ??３．２橢偏多層膜的建模和擬合??獲得單層膜的擬合模型后，可以將單層膜逐層累加，對(duì)多層膜進(jìn)行擬合。圖４所示為ＺｎＯ／Ａｇ／ＳｉＮ多??層膜的橢偏擬合模型，圖４（ａ）為膜層結(jié)構(gòu)及擬合膜厚，圖４（ｂ）為模型名稱及說(shuō)明。以〇２和Ａｒ流量比為??０．２４的多層膜為例，由下至上分別為：２?ｍｍ的玻璃基體，采用背面反射修正；厚度為５０．０?ｎｍ的ＺｎＯ層，符??合Ｈｅｒｚｉｎｇｅｒ等［８］提出的Ｈ－Ｊ半導(dǎo)體模型；厚度為２０．７?ｎｍ的Ａｇ層，符合Ｄｒｕｄｅ模型；厚度為３７．０?ｎｍ的??ＳｉＮ層，符合Ｃａｕｃｈｙ模型；最表面的粗槌度層（Ｓｒｏｕｇｈ），該層本質(zhì)上是根據(jù)有效介質(zhì)理論設(shè)定為５０％孔隙??率的表面疏松層，其光學(xué)常數(shù)為內(nèi)部介質(zhì)層光學(xué)常數(shù)的一半［１２］，擬合厚度為７．５??Ｓｒｏｕｇｈ?７．５?ｎｍ?５０％?ｔｏｐ－ｌａｙｅｒ，?５０％?ｖｏｉｄ??ＳｉＮ?３７．０?ｎｍ?Ｃａｕｃｈｙ?ｍｏｄｅｌ??Ａｇ?２０．７?ｎｍ?Ｄｒｕｄｅ?ｍｏｄｅｌ??ＺｎＯ?５０．０?ｎｍ?Ｈ－Ｊ?ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ?ｍｏｄｅｌ??ｇｌａｓｓ?２?ｍｍ?ｂａｃｋｓｉｄｅ?ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ??圖４?ＺｎＯ／Ａｇ／ＳｉＮ多層膜的橢偏擬合模型??Ｆｉｇ．?４?Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｒｉｃａｌ?ｆｉｔｔｉｎｇ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｍｕｌｔｉ－ｌａｙｅｒ?ＺｎＯ／Ａｇ／ＳｉＮ?ｆｉｌｍ??橢偏擬合時(shí)待求解的未知參數(shù)個(gè)數(shù)小于等于約束方程的個(gè)數(shù)時(shí)才能獲得精確解。多層膜的擬合中未知??參數(shù)過(guò)多，需要固定一些已知參數(shù)，并設(shè)置擬合權(quán)重，避免參

１?０．２?０．３?０．４?０．５??Ｆｌｏｗ?ｒａｔｅ?ｒａｔｉｏ?ｏｆ?〇２?ｔｏ?Ａｒ??圖６?Ａｇ層的載流子濃度與遷移率隨ＺｎＯ層０２和Ａｒ流量比的變化??Ｆｉｇ．?６?Ｖａｒｉａｔｉｏｎ?ｉｎ?ｍｏｂｉｌｉｔｙ?ａｎｄ?ｃａｒｒｉｅｒ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ａｇ?ｆｉｌｍ?ｗｉｔｈ?ｆｌｏｗ?ｒａｔｅ?ｒａｔｉｏ?ｏｆ?０２?ｔｏ?Ａｒ?ｉｎ?ＺｎＯ?ｌａｙｅｒ??３．３結(jié)構(gòu)分析??采用ＸＲＤ探測(cè)不同０２和Ａｒ流量比條件下制備的ＺｎＯ／Ａｇ／ＳｉＮ多層膜的結(jié)構(gòu)。如圖７（ａ）所示，曲線??上方標(biāo)示的數(shù)字為０２和Ａｒ的流量比，流量比為０表示無(wú)ＺｎＯ襯底層的Ａｇ／ＳｉＮ雙層膜，流量比為０．２１？??０．３０對(duì)應(yīng)ＺｎＯ的過(guò)渡態(tài)，流量比為０．３０？０．５０對(duì)應(yīng)ＺｎＯ的氧化態(tài)。??如圖７所示，２０角在２０°？３０°之間的非晶峰為玻璃基體與下介質(zhì)層ＳｉＮ［１７］，此外還探測(cè)到ＺｎＯ（００２）衍??射峰與Ａｇ（ｌｌｌ）、（２００）衍射峰。Ａｇ（２００）衍射峰只在Ａｇ／ＳｉＮ雙層膜與過(guò)渡態(tài)ＺｎＯ／Ａｇ／ＳｉＮ多層膜中被探??測(cè)到，而在氧化態(tài)的ＺｎＯ／Ａｇ／ＳｉＮ多層膜中沒(méi)有出現(xiàn)，說(shuō)明氧化態(tài)的Ｚｎ？有利于Ａｇ膜的擇優(yōu)取向。??ｗ?Ａ＾ｎｉ）?６０００?Ｒｂ）?＂??｜?５０００－?廣－???ＺｎＯ?（００２）?｜?／??＾?＾?Ｌ?－?Ｑ－５０?４０００＇?／??ｇ?一＾??０．４０?ｇ?／??一■ｚ?二一？人ＪＬ?—?°－２４?２０００?／????＾???０－２１?■＇?ｊ??＾?■一?＾＾ｊＴ＾ｇｃ２００）?〇?—?—?ｌｏｏｏ－??２０?３０?４０?５０?６０?°

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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