電介質(zhì)/金屬/電介質(zhì)（D/M/D）結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜是經(jīng)過獨(dú)特設(shè)計(jì)的一類性能優(yōu)良的透明導(dǎo)電薄膜,經(jīng)過多年研究,其各項(xiàng)性能指標(biāo)得到了極大地提高,其應(yīng)用范圍也在不斷拓展,目前已可應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。主要論述了D/M/D多層透明導(dǎo)電膜的研究現(xiàn)狀,包括膜層設(shè)計(jì)原理、材料選擇機(jī)制,并總結(jié)了金屬層厚度、金屬退火溫度對膜系結(jié)構(gòu)、光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)的影響機(jī)制。 

【文章來源】：功能材料. 2017,48(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖１Ｄ／Ｍ／Ｄ結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜的膜層設(shè)計(jì)和電路示意圖

、電阻率為ρｍ，由式（１）得金屬層電阻率為ρｍ＝ｄｍ（１ＲＤ／Ｍ／Ｄ－ｄ１＋ｄ２ρｄ）－１（２）金屬的電阻要遠(yuǎn)小于介質(zhì)層的電阻。假設(shè)Ｒｄ１＝Ｒｄ２＝１００Ｒｍ可推出ＲＤ／Ｍ／Ｄ＝５０５１Ｒｍ≈Ｒｍ可見Ｄ／Ｍ／Ｄ多層膜的導(dǎo)電能力主要取決于中間夾層。２．１．２Ｄ／Ｍ／Ｄ結(jié)構(gòu)薄膜的能級結(jié)構(gòu)分析以ＺｎＳ／Ａｇ／ＺｎＳ為例，Ｄ／Ｍ／Ｄ多層膜系的能級結(jié)構(gòu)分析如圖２所示。圖２Ａｇ和ＺｎＳ接觸前后的能帶結(jié)構(gòu)圖Ｆｉｇ２ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｓｏｆｅｎｅｒｇｙｌｅｖｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆＡｇａｎｄＺｎＳＤ／Ｍ／Ｄ結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜的導(dǎo)電機(jī)理跟摻雜理論密不可分，圖２表示Ａｇ和ＺｎＳ接觸前后的能級結(jié)構(gòu)圖，Ａｇ的功函數(shù)Ｗｍ＝４．４ｅＶ，ＺｎＳ的功函數(shù)是Ｗｓ＝７．０ｅＶ［３９］。Ｗｍ比Ｗｓ小得多，兩者接觸時，電子從Ａｇ向ＺｎＳ轉(zhuǎn)移，使得費(fèi)米能級保持一致，同時產(chǎn)生能帶彎曲，在半導(dǎo)體表面形成電子積累層或反阻擋層，薄膜載流子濃度提高，電阻率降低，表面形成高電導(dǎo)區(qū)域。ＪｉａｎＬｅｎｇ等［１０］的研究還表明ＺｎＳ／Ａｇ／ＺｎＳ多層膜電阻率和面電阻隨Ａｇ層厚度增加而驟減。從電子通道的角度來分析，介質(zhì)粒子之間有很大的間隙，所以界面處的金屬原子很容易擴(kuò)散到介質(zhì)層中。在外加測量電場測量電導(dǎo)率時，電子會選擇在電阻較小的金屬層通道內(nèi)運(yùn)動，使得Ｄ／Ｍ／Ｄ結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜的導(dǎo)電性與金屬接近，而在金屬層完全形成膜且達(dá)到一定厚度之

膜［３５］、ＡＺＯ／Ｃｕ／ＡＺＯ結(jié)構(gòu)多層膜［３６］、ＡＺＯ／Ａｕ／ＡＺＯ結(jié)構(gòu)多層膜［３７］的光電特性，但性能不突出。２Ｄ／Ｍ／Ｄ結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電復(fù)合薄膜設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)和材料選擇２．１Ｄ／Ｍ／Ｄ結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電復(fù)合薄膜設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)２．１．１Ｄ／Ｍ／Ｄ結(jié)構(gòu)薄膜的結(jié)構(gòu)和電學(xué)特性理論Ｄ／Ｍ／Ｄ結(jié)構(gòu)多層膜是在襯底上先生長１層介質(zhì)層，然后疊加１層金屬層，最后再生長１層介質(zhì)層。圖１為Ｄ／Ｍ／Ｄ結(jié)構(gòu)的膜層堆積和電路示意圖。圖１Ｄ／Ｍ／Ｄ結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜的膜層設(shè)計(jì)和電路示意圖Ｆｉｇ１ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｂｅｈａｖｉｏｒａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＤ／Ｍ／Ｄｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ０１０５７廉吉慶等：電介質(zhì)／金屬／電介質(zhì)結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜的研究進(jìn)展

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]退火對ZnO/Cu/ZnO透明導(dǎo)電薄膜性能的影響[J]. 李文英,鐘建,張柯,汪元元,尹桂林,何丹農(nóng).  材料工程. 2015(01)
[2]透明導(dǎo)電薄膜的研究進(jìn)展[J]. 劉曉菲,王小平,王麗軍,楊燦,王子鳳.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2012(10)
[3]Zn納米粒子/ZnO納米棒的光催化降解特性[J]. 洪勇,王樹林,李來強(qiáng),徐波,韓光強(qiáng).  上海理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(02)
[4]氧化鋅納米材料的機(jī)械法制備及其光學(xué)性能研究[J]. 韓光強(qiáng),王樹林,陳星建,洪勇.  上海理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(06)
[5]Ag層的厚度對ZnO/Ag/ZnO多層膜性能的影響[J]. 李俊,閆金良,孫學(xué)卿,李科偉,楊春秀.  半導(dǎo)體學(xué)報(bào). 2007(09)
[6]金屬基復(fù)合透明導(dǎo)電膜的研究[J]. 賈芳,喬學(xué)亮,陳建國,李世濤,邱小林,吳長樂.  稀有金屬. 2006(04)
[7]Ti過渡層對TiO2/Ag/TiO2復(fù)合多層膜熱穩(wěn)定性影響研究[J]. 王振國,蔡珣,陳秋龍,茅及放.  功能材料. 2006(02)
[8]金屬基復(fù)合透明導(dǎo)電多層膜的研究進(jìn)展[J]. 王振國,蔡珣.  機(jī)械工程材料. 2005(02)
[9]金屬/電介質(zhì)多層膜的光學(xué)特性[J]. 劉德義.  松遼學(xué)刊(自然科學(xué)版). 1999(01)

碩士論文
[1]新型疊層透明導(dǎo)電薄膜的研制[D]. 佐婧.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2013
[2]ZAO/Cu/ZAO透明導(dǎo)電薄膜的制備與特性研究[D]. 楊延林.中南大學(xué) 2012
[3]ZnO/Cu（Ag、Al）/ZnO多層膜的透射理論模擬及其實(shí)驗(yàn)研究[D]. 吳紅琳.吉林大學(xué) 2010
[4]ZnO/metal/ZnO結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜的研究[D]. 周榮富.杭州電子科技大學(xué) 2009



本文編號：3478145