紅外透明導(dǎo)電薄膜是指同時具備高的電導(dǎo)率和高的紅外透射率的一類功能薄膜,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,其性能并不能夠滿足遠(yuǎn)紅外透明與導(dǎo)電的需求。因此,研究者們致力于開發(fā)各種新型的紅外透明導(dǎo)電材料,以同時滿足中遠(yuǎn)紅外透明導(dǎo)電的需求。但是目前還存在以下問題:（1）目前研究最為廣泛的紅外透明導(dǎo)電材料的設(shè)計思路并不能夠同時滿足中遠(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寬帶隙半導(dǎo)體進(jìn)行摻雜,但是這種方法會導(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,無法同時實現(xiàn)中遠(yuǎn)紅外透明。（2）以硒化鉍為代表的三維拓?fù)浣^緣體,由于其獨特... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

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

第一章緒論3然而過薄的金屬薄膜在實際制備過程中很難生長成連續(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)電性之間的競爭，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)實驗值，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年從理論上和實驗上對薄金屬網(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，金屬網(wǎng)柵具有無接觸或可忽略的接觸電阻，可編程的長寬比以及基板上導(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)用方面受到了越來越多的關(guān)注。實際上，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)合來制造金屬網(wǎng)柵。從干涉光曝光或直接激光寫入獲得的圖案化光刻膠掩模或模板已用于沉積金屬網(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，以滿足不同的要求[21-25]。在通過有機(jī)溶劑去除基材上的光致抗蝕劑后，可以在固體基材上實現(xiàn)金屬絲網(wǎng)。同時，金屬網(wǎng)柵也可以通過化學(xué)蝕刻被圖案化的光致抗蝕劑覆蓋的金屬膜來實現(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)電性以及成本競爭力，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)體激光光譜分時掃描多路方法[J]. 陳東,劉文清,張玉鈞.  光子學(xué)報. 2009(08)



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