可调的透明导电膜研究进展

简述了透明导电薄膜材料，特别是对目前研究比较活跃的透明导电氧化物（TCO）及金属基复合透明导电多层膜的发展现况和趋势：同时从选材、膜层设计、制备方法到工艺制定，研究透明导电膜光电性能诸多影响因素和规律，探讨D／M／D多层膜的微观结构与其光电性能的内在联系，以及多层膜的热稳定性和界面反应等问题，并采用电介质TiO2与金属Ag交替生成TiO2／Ag／TiO2三明治结构制备了几种具有优异光电性能的透明导电膜。经优化设计的纳米多层膜具有奇特的光电性能可调性，根据需要，用于平面显示器透明电极，太阳能电池板等的在可见光区具有高的透过率（T550≥90％）和在红外光区高的反射率（R2500≥90％），其方块电阻仅为5Ω／sq；而用于紫外固化的则在紫外固化的主峰365nm处具有高的透射率（T365≥80％），而在1600nm的红外波段反射率也超过了90％。     

纤维基ZnO/Ag/ZnO多层膜的制备、结构及性能研究

利用射频磁控溅射法,室温下通过交替溅射ZnO和Ag,在PET纤维基材上制备ZnO／Ag／ZnO纳米结构多层膜。运用扫描电镜和原子力显微镜对薄膜表面形貌进行分析,用分光光度计测试其透光性能,用四探针电阻测试仪测试其方块电阻。结果表明：纤维基Zno／Ag／ZnO多层膜致密、均匀,对紫外光表现为较强的吸收能力;Ag膜厚度的改变可以调控多层膜的光电性能;ZnO（40nm）／Ag（20nm）／ZnO（40m）多层膜呈现多晶结构,方块电阻为4．4Ω;透光率接近30％。     

低红外发射率TiO2/AgxCU1-x/Ti/TiO2纳米多层膜

利用磁控溅射制备了银含量在100％至80％之间的单层银铜合金薄膜和TiO2／AgxCu-1x／Ti／TiO2：纳米四层膜。利用x射线衍射、扫描电子显微镜、扫描俄歇微探针,分光光度计、红外发射率测量仪对样品进行表征,研究了单层金属膜和多层膜的光学、电学性质随着银含量的变化以及热处理前后薄膜性能的变化。结果表明：相同厚度的合金膜,随着Ag含量的降低,导电性能下降,Ag含量低于80％的合金已不适合作为多层膜的金属层;1500C大气下热处理30min,纯银薄膜性质发生明显变化,明视透过率下降10％,方块电阻由2．5W／口增加至18W／□,红外发射率由0．17增加到0．69。AgCu合金薄膜性质未发生明显变化。方块电阻相近的TiO2／AgxCu1-x／Ti／TiO2纳米多层膜,经250℃大气下热处理40min后,TiO2／Ag／Ti／TiO2和TiO2／Ag80Cu20／Ti／TiO2纳米多层膜的性质变化较小,热稳定性较好,其余的多层膜性质发生较大变化,红外发射率显著增加。     

介质/金属/介质多层透明导电薄膜研究进展

综述了介质/金属/介质(dielectric/metal/dielectric,D/M/D)多层透明导电膜材料的特点、制备方法、研究进展与应用现状,重点比较讨论了ITO/Ag/ITO、ZnS/Ag/ZnS的膜系结构、光电性能、化学稳定性、热稳定性等特点,以及与国内外的研究差距.ITO/Ag/ITO、ZnS/Ag/ZnS是目前光电性能最好,且无需引入过渡层的两种D/M/D膜系,但有关其热稳定性的评价和研究存在不同的观点.用资源丰富、价格便宜、无毒的掺铝氧化锌(ZAO)薄膜取代含有价格昂贵的贵金属铟的掺锡氧化铟(ITO)薄膜,ZAO/Ag/ZAO膜系结构的设计、薄膜制备、光电性能与IMI的对比研究是目前国内外D/M/D研究中的热点课题和D/M/D发展的主要方向.     

SiCxOy／SnO2：F／TiO2复合薄膜的制备及其性能

本文制备了具有低反射率特性和光催化性能的三层复合薄膜SiCxOy／SnO2：F／TiO2。SiCxOy层直接沉积在玻璃基体上,作为障碍层避免离子从玻璃基板扩散到最外的功能层。而SnO2：F和TiO2作为功能层则分别使复合薄膜具有低反射率和光催化性能。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）对样品进行表征。与纯TiO2薄膜相比,复合薄膜由于表面粗糙,以及TiO2到SnO2层界面间的电子移动,表现出较高的光催化性能和亲水性。另一方面,由于SnO2：F层的低E特性,复合薄膜的远红外反射率随着TiO2薄膜厚度逐渐增加而减少。     

低电阻ITO透明导电膜的制备和应用

锡掺杂的铟锡氧化物透明导电膜（简称膜ＩＴＯ）是一种面电阻率低，透光率高，导电性能好的膜层，近年来在国内外发展较快，其制备方法较多。本文就采用磁控溅射法制备ＩＴＯ 膜的设备及成膜过程中的若干工艺问题进行了探讨。     

介质/金属/介质透明导电薄膜研究进展

介质/金属/介质(dielectric/metal/dielectric,D/M/D)多层膜既透明又导电且具有柔性,最有可能替代ITO膜,作为透明导电电极,应用于柔性显示、太阳能电池等光电器件。本文介绍D/M/D膜系的起源,分析了透明导电机理,然后,从多层膜制备参数,热处理工艺及纳米银层表面等离激元共振对多层膜光电性能的影响三个方面综述了D/M/D膜系中得到广泛研究的二氧化钛/银/二氧化钛多层膜的最新研究进展,并展望了D/M/D透明导电薄膜的研究方向。     

FeS2/TiO2复合薄膜光电性能

采用溶液浸渍法在ITO导电玻璃表面的多孔TiO2薄膜上沉积了FeS2薄膜.使用Fe2O3粉末保护裸露在外的ITO导电膜在硫气氛中热处理后,制得了FeS2/TiO2复合薄膜.应用B531/H数显测厚指示表、数字式四探针测试仪、XJCM-8太阳电池测试仪等研究了FeS2/TiO2复合薄膜的厚度、ITO导电玻璃的电阻率以及FeS2/TiO2复合薄膜的光电性能.结果表明：此方法制得的FeS2/TiO2复合薄膜具有良好的光电性能;且ITO导电膜的电阻率变化较小.因而适宜制备色素增感太阳能电池（DSSC）.     

Ti过渡层对TiO2/Ag/TiO2复合多层膜热稳定性影响研究

2～3nm的Ti过渡层有效的提高了TiO2/Ag/TiO2多层膜的热稳定性同时对原始膜层的光学性能影响较小.通过AFM形貌分析表明Ti膜促进了Ag膜的连续性和抗结块性能.XRD分析表明在沉积态Ti层已经发生了氧化形成Ti2O3,从而提高了Ag膜与TiO2的结合力.热处理后促进了Ag(111)取向的发展,因此,Ag膜稳定性得到了提高.     

NiO/Ag/NiO透明导电膜光电特性研究

在室温条件下, 利用磁控溅射法在玻璃衬底上制备了NiO/Ag/NiO透明导电膜, 研究了不同NiO层和Ag层厚度对三层膜可见光透过率和电阻特性的影响。结果分析表明:制备的NiO/Ag/NiO为N型透明导电膜。在400~800 nm的可见光区域内, 随着NiO和Ag层厚度的增加, 薄膜的透光率先增大后减小。NiO层厚度为30 nm且Ag层厚度为11 nm时, 叠层膜具有较好的光学特性, 其最大透过率为84%, 薄膜电阻为3.8Ω/sq, 载流子浓度为7.476×10²¹cm^-3。对薄膜透过率进行了计算机模拟, 发现结果与实验中大致趋势相同, 但因为折射率选择和薄膜界面等因素的影响, 在可见光区域后半段实验值大于计算值。     

Ag层厚度对AZO/Ag/AZO透明导电薄膜性能的影响

在室温条件下,采用磁控溅射技术在玻璃衬底上生长了AZO/Ag/AZO多层透明导电薄膜。主要研究了Ag层厚度对多层透明导电薄膜结构和性能的影响。研究表明,AZO和Ag分别延(002)面和(111)面高度择优生长,随着Ag层厚度的增加,多层透明导电薄膜的电阻率不断降低,透过率呈现先降低再增加最后再降低的变化趋势,其中Ag层厚度为8nm的样品获得最大品质因子33.1×10^-3Ω^-1,综合性能最佳。     

纳米La2O3／TiO2复合薄膜的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法在陶瓷基体上制备了纳米La2O3／TiO2复合薄膜。利用XRD研究了La2O3不同复合量对纳米TiO2晶型转化的影响，利用SEM研究了Al2O3底膜对La2O3／TiO2复合薄膜形貌的影响，利用亚甲基兰溶液紫外光降解实验研究了La2O3／TiO2复合薄膜的光催化性能．结果表明：复合0．5％（物质的量）La2O3的TiO2干凝胶经850℃煅烧后仍为锐钛矿（64％（质量分数））占主导的混晶结构，平均粒径在10nm左右；当Al2O3底膜和La2O3／TiO2复合薄膜的厚度分别为4层和3层时，经850℃煅烧后，复合薄膜致密且无微裂纹出现，而且具有佳的光催化性能．     

高导电高透明性ZnO：Al透明导电膜的制备工艺研究

本文采用溶庭-凝胶法,利用浸渍下降涂膜装置及氮气退火工艺成功制备出高透光率、高导电的掺铝氧化锌（ZnO：Al,AZO）透明导电膜,并对薄膜性能进行了表征。结果表明：氮气退火处理对AZO薄膜结构及光电性能有较大影响,退火处理后的薄膜c轴择优取向明显,晶粒尺寸变大,结晶程度变好,电阻率较空气中退火下降4～5个数量级,最低方块电阻为24Ω／□,平均透光率达80％以上。     

TiN／Ag多层膜的生物相容性研究

使用离子束辅助沉积（IBAD）的方法，在医用不锈钢317L的基底上制备TiN／Ag多层膜．在TiN／Ag多层膜具有良好的抗茵性和抗腐蚀性的研究基础上，通过细胞毒性试验和溶血试验评价了TiN／Ag多层膜的生物相容性．试验结果表明：TiN／Ag多层膜样品的细胞毒性等级在0～1之间；溶血率〈5％，符合生物医学材料的标准．这些说明TIN／Ag多层膜不仅具有抗菌性和抗腐蚀性，而且具有良好的生物相容性．     

CuPc／ZnS多层复合薄膜的制备及光电性能的研究

为了找到制备具有最佳光电导性能的CuPc/ZnS多层复合薄膜的工艺参数，研究了CuPc/ZnS多层复合膜的层数系列、CuPc膜层的厚度系列、ZnS膜层的厚度系列和基板温度系列的光电导性能和结构。利用表面电位衰减、紫外－可见光谱和X射线衍射分析了复合薄膜的光电导性能和结构及其关系，探讨了改变复合膜层数、CuPc膜层和ZnS膜层的厚度以及基板温度对CuPc/ZnS多层复合薄膜的光电导性能和结构的影响。     

Cu基Al掺杂ZnO多层薄膜的生长和性能

本文采用直流磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了AZO／Cu、Cu／AZO和AZO／Cu／AZO三种复合结构多层膜,研究了生长温度对多层膜特性的影响,发现AZO／Cu双层薄膜具有最优的光电性能,其最佳生长温度为100～150℃。文中进一步考察了生长温度对AZO／Cu双层薄膜结构性能和表面形貌的影响,结果表明：合适的生长温度有利于改善AZO／Cu双层薄膜的晶体质量,进而提高其光电性能;150℃下沉积的薄膜具有最佳品质因子1．11×10^-2Ω^-1,此时方块电阻为8．99Ω／sq,可见光透过率为80％,近红外反射率约70％。本文在较低温度下制备的AZO／Cu双层膜具有较优的透明导电性和良好的近红外反射性,可以广泛应用于镀膜玻璃、太阳能电池、平板显示器等光电领域。     

金属Ti/Cu多层膜紫外光反射性能研究

采用直流磁控溅射方法制备Ti/Cu和Cu/Nb多层金属反射膜,并对膜的紫外反射性能进行研究,发现该膜的反射性能与基片的结构和温度、多层膜的周期和结构有关。选用取向为（100）的单晶Si为基片,在基片温度为470℃左右、多层膜的周期为30时,膜的结晶性较好,且多层膜的反射率随波长的减小而增加,在波长为250nm时,反射率可达到65％。     

非平衡磁控溅射法Ti/TiO2薄膜的制备及分析

在光学玻璃衬底上利用新型非平衡磁控溅射技术沉积了Ti／TiO2薄膜。原子力显微镜分析表明，薄膜表面光滑、致密、均匀，表面粗糙度（Ra）小于10nm，组成薄膜的颗粒尺寸小于100nm。膜厚测量分析表明，TiO2薄膜的沉积速率达110nm／min。在拉曼光谱中，没有出现晶态TiO2薄膜的散射峰，表明所得TiO2薄膜为非晶结构。利用紫外-可见光全反射谱分析了薄膜的光学性能，结果发现，单纯TiO2薄膜存在微弱吸收，在波长约550nm时出现最大反射率，其后波长越大，吸收率越高；在Ti/TiO2薄膜体系中，随着沉积的Ti膜的厚度增大，Ti薄膜界面的反射率增大，薄膜吸收率提高；在玻璃衬底的正反面均沉积适当厚度的Ti／TiO2薄膜时，能够获得不同的色彩效果；根据薄膜干涉特征，计算所得TiO2薄膜的折射系数约为3．0。另外，所得TiO2薄膜不存在明显光电效应。     

透明导电AZO/Cu双层薄膜制备及其性能

采用直流磁控溅射方法在玻璃衬底上室温生长了AZO/Cu双层薄膜,Cu层厚度控制在9nm,研究了AZO层厚度对薄膜电学和光学性能的影响。当AZO层厚度为20～80nm时,AZO/Cu双层薄膜具有良好的综合光电性能,方块电阻为12～14Ω/sq,可见光平均透过率为70～75%,品质因子为2×10-3～5×10-3Ω-1。AZO/Cu双层薄膜可以观察到Cu（111）和ZnO（002）的XRD衍射峰。通过退火研究表明,AZO/Cu双层薄膜的光电性能可在400℃下保持稳定,具有良好的热稳定性。本研究制备的透明导电AZO/Cu双层薄膜具有室温制程、综合光电性能良好、结晶性能较好、稳定性高的优点,可以广泛应用于光电器件透明电极及镀膜玻璃等领域。     

电介质/金属/电介质结构透明导电薄膜的研究进展

电介质/金属/电介质(D/M/D)结构透明导电薄膜是经过独特设计的一类性能优良的透明导电薄膜,经过多年研究,其各项性能指标得到了极大地提高,其应用范围也在不断拓展,目前已可应用于诸多领域。主要论述了D/M/D多层透明导电膜的研究现状,包括膜层设计原理、材料选择机制,并总结了金属层厚度、金属退火温度对膜系结构、光学、电学性质的影响机制。