電介質/金屬/電介質（D/M/D）結構透明導電薄膜是經過獨特設計的一類性能優(yōu)良的透明導電薄膜,經過多年研究,其各項性能指標得到了極大地提高,其應用范圍也在不斷拓展,目前已可應用于諸多領域。主要論述了D/M/D多層透明導電膜的研究現(xiàn)狀,包括膜層設計原理、材料選擇機制,并總結了金屬層厚度、金屬退火溫度對膜系結構、光學、電學性質的影響機制。 

【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結構透明導電薄膜的膜層設計和電路示意圖

、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）金屬的電阻要遠小于介質層的電阻。假設Ｒｄ１＝Ｒｄ２＝１００Ｒｍ可推出ＲＤ／Ｍ／Ｄ＝５０５１Ｒｍ≈Ｒｍ可見Ｄ／Ｍ／Ｄ多層膜的導電能力主要取決于中間夾層。２．１．２Ｄ／Ｍ／Ｄ結構薄膜的能級結構分析以ＺｎＳ／Ａｇ／ＺｎＳ為例，Ｄ／Ｍ／Ｄ多層膜系的能級結構分析如圖２所示。圖２Ａｇ和ＺｎＳ接觸前后的能帶結構圖Ｆｉｇ２ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｓｏｆｅｎｅｒｇｙｌｅｖｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆＡｇａｎｄＺｎＳＤ／Ｍ／Ｄ結構透明導電薄膜的導電機理跟摻雜理論密不可分，圖２表示Ａｇ和ＺｎＳ接觸前后的能級結構圖，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轉移，使得費米能級保持一致，同時產生能帶彎曲，在半導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，介質粒子之間有很大的間隙，所以界面處的金屬原子很容易擴散到介質層中。在外加測量電場測量電導率時，電子會選擇在電阻較小的金屬層通道內運動，使得Ｄ／Ｍ／Ｄ結構透明導電薄膜的導電性與金屬接近，而在金屬層完全形成膜且達到一定厚度之

膜［３５］、ＡＺＯ／Ｃｕ／ＡＺＯ結構多層膜［３６］、ＡＺＯ／Ａｕ／ＡＺＯ結構多層膜［３７］的光電特性，但性能不突出。２Ｄ／Ｍ／Ｄ結構透明導電復合薄膜設計的理論基礎和材料選擇２．１Ｄ／Ｍ／Ｄ結構透明導電復合薄膜設計的理論基礎２．１．１Ｄ／Ｍ／Ｄ結構薄膜的結構和電學特性理論Ｄ／Ｍ／Ｄ結構多層膜是在襯底上先生長１層介質層，然后疊加１層金屬層，最后再生長１層介質層。圖１為Ｄ／Ｍ／Ｄ結構的膜層堆積和電路示意圖。圖１Ｄ／Ｍ／Ｄ結構透明導電薄膜的膜層設計和電路示意圖Ｆｉｇ１ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｂｅｈａｖｉｏｒａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＤ／Ｍ／Ｄｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ０１０５７廉吉慶等：電介質／金屬／電介質結構透明導電薄膜的研究進展

【參考文獻】：
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本文編號：3478145