紅外透明導(dǎo)電薄膜是指同時(shí)具備高的電導(dǎo)率和高的紅外透射率的一類(lèi)功能薄膜,可以應(yīng)用于紅外光學(xué)窗口、紅外成像、紅外瓦斯檢測(cè)儀等軍事、傳感領(lǐng)域。目前應(yīng)用最為廣泛的紅外透明導(dǎo)電材料是氧化銦錫（In₂O₃:Sn,ITO）,其具有2000S/cm以上的高電導(dǎo)率,并且在3⁵μm的中紅外波段的透射率約為50%,能夠基本滿(mǎn)足中紅外波段透明導(dǎo)電的需求。但是由于ITO的載流子濃度較高,在8¹2μm的遠(yuǎn)紅外波段的透射率迅速下降為零,其性能并不能夠滿(mǎn)足遠(yuǎn)紅外透明與導(dǎo)電的需求。因此,研究者們致力于開(kāi)發(fā)各種新型的紅外透明導(dǎo)電材料,以同時(shí)滿(mǎn)足中遠(yuǎn)紅外透明導(dǎo)電的需求。但是目前還存在以下問(wèn)題:（1）目前研究最為廣泛的紅外透明導(dǎo)電材料的設(shè)計(jì)思路并不能夠同時(shí)滿(mǎn)足中遠(yuǎn)紅外透明導(dǎo)電的應(yīng)用需求。紅外透明和導(dǎo)電從物理起源上存在一定的矛盾,研究者們?yōu)榱藚f(xié)調(diào)這一矛盾,普遍采用的方法是對(duì)寬帶隙半導(dǎo)體進(jìn)行摻雜,但是這種方法會(huì)導(dǎo)致薄膜中的載流子濃度偏高,從而導(dǎo)致遠(yuǎn)紅外波段的透射率降低,無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)中遠(yuǎn)紅外透明。（2）以硒化鉍為代表的三維拓?fù)浣^緣體,由于其獨(dú)特... 

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超薄Cr、Ni膜與退火前后的ITO薄膜的中遠(yuǎn)紅外透射率對(duì)比圖[17]

第一章緒論3然而過(guò)薄的金屬薄膜在實(shí)際制備過(guò)程中很難生長(zhǎng)成連續(xù)膜，容易島狀沉積，導(dǎo)致薄膜具有很高的電阻率，并引發(fā)光的散射。此外，超薄的金屬膜層在實(shí)際應(yīng)用中的耐久性差，容易發(fā)生氧化或腐蝕從而失效。因此研究者們利用氧化物/金屬/氧化物的組合方式，形成D/M/D結(jié)構(gòu)以防止失效。Ellmer[18]比較了不同透明導(dǎo)電薄膜的品質(zhì)因子隨著厚度d變化的關(guān)系，如圖1.2所示。由于超薄金屬中存在著明顯的與厚度相關(guān)的透明性和導(dǎo)電性之間的競(jìng)爭(zhēng)，超薄金屬膜的品質(zhì)因數(shù)低于透明導(dǎo)電氧化物電極。然而，基于D/M/D系統(tǒng)的透明超薄金屬膜具有優(yōu)異的品質(zhì)因數(shù)實(shí)驗(yàn)值，可與ITO膜相媲美。圖1.2透明導(dǎo)電材料的品質(zhì)因數(shù)和透射率[18]Fig.1.2FigureofmeritΦHandtransmittanceToftransparentconductivematerials[18]1.2.2金屬網(wǎng)柵Ulrich[19]在1967年從理論上和實(shí)驗(yàn)上對(duì)薄金屬網(wǎng)（thinmetalmesh）的光學(xué)特性進(jìn)行了研究，并研究了其互補(bǔ)結(jié)構(gòu)的濾波特性，至此金屬網(wǎng)柵引起了研究者們的關(guān)注，并開(kāi)始被應(yīng)用于紅外透明導(dǎo)電的相關(guān)領(lǐng)域。眾所周知，金屬網(wǎng)柵的光學(xué)透明性和導(dǎo)電性取決于材料組成、縱橫比、接觸電阻以及襯底上的金屬納米線的取向[20]。同時(shí)，金屬網(wǎng)柵具有無(wú)接觸或可忽略的接觸電阻，可編程的長(zhǎng)寬比以及基板上導(dǎo)線的圖案（如圖1.3所示）等吸引人的特征，最近在透明電極的應(yīng)用方面受到了越來(lái)越多的關(guān)注。實(shí)際上，在微電子領(lǐng)

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文4域的飛速發(fā)展的推動(dòng)下，人們已經(jīng)能夠?qū)⒐饪碳夹g(shù)和物理氣相沉積技術(shù)相結(jié)合來(lái)制造金屬網(wǎng)柵。從干涉光曝光或直接激光寫(xiě)入獲得的圖案化光刻膠掩�；蚰０逡延糜诔练e金屬網(wǎng)，而大量金屬，例如Ag，Cu，Au，Al，Ni，Pt，Pd，Ti等則可以選擇進(jìn)行物理氣相沉積，以滿(mǎn)足不同的要求[21-25]。在通過(guò)有機(jī)溶劑去除基材上的光致抗蝕劑后，可以在固體基材上實(shí)現(xiàn)金屬絲網(wǎng)。同時(shí)，金屬網(wǎng)柵也可以通過(guò)化學(xué)蝕刻被圖案化的光致抗蝕劑覆蓋的金屬膜來(lái)實(shí)現(xiàn)[26,27]。用于將金屬網(wǎng)柵轉(zhuǎn)印到圖案化的柔性襯底上的納米壓印光刻技術(shù)也得到了發(fā)展，這種技術(shù)通過(guò)在模板背面施加適當(dāng)?shù)膲毫�，可將圖案化的軟模板上的金屬絲網(wǎng)轉(zhuǎn)移到固體或柔性基材上，而該模板則可以由金屬膜直接沖壓而成或通過(guò)物理氣相沉積涂覆得到[28-31]。圖1.3具有不同幾何形狀和長(zhǎng)寬比的金屬網(wǎng)格示意圖：（a）線形，（b）金字塔，（c）網(wǎng)格，（d）磚墻，（e）蜂窩，（f）圓形[32]Fig.1.3Schematicmetalmeshwithdifferentgeometriesandaspectratios:(a)lines,(b)pyramids,(c)grids,(d)brick-walls,(e)honeycomband(f)circularshape[32]Lee等人[32]對(duì)比了金屬網(wǎng)柵、金屬納米線、石墨烯、碳納米管導(dǎo)電聚合物以及商用的ITO玻璃的性能（主要是導(dǎo)電性能）和成本，結(jié)果如圖1.4所示。從圖中可以看出金屬網(wǎng)柵具有高的導(dǎo)電性以及成本競(jìng)爭(zhēng)力，是商用ITO玻璃在透明

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]調(diào)諧半導(dǎo)體激光光譜分時(shí)掃描多路方法[J]. 陳東,劉文清,張玉鈞.  光子學(xué)報(bào). 2009(08)



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