云母基底上AZO/Ag/AZO柔性透明电极的制备及应用研究

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透明导电薄膜因其具有较低的电阻率,和较高的透过率,被广泛应用于液晶显示、太阳能电池、LED等领域。目前商业上主要使用ITO,但是它资源稀缺,因此必须寻找ITO的替代品。AZO作为替代ITO的最佳选择,但仍存在脆性大的缺点,不能满足柔性电子设备的使用与发展,在AZO中插入一层薄薄的Ag却能很好的解决这一问题,并且明显提高薄膜的导电性。生长这类柔性透明导电薄膜常选用的基底主要是聚合物基底,它们具有良好的柔性,但不耐高温、易老化。然而云母却同时具有这两个优异的性质,具有柔性,耐高温可达1000℃;且光学透过率高,所以它是一种优异的柔性透明基底。本文采用磁控溅射技术,在云母基底上沉积了AZO/Ag/AZO多层透明导电薄膜。研究了Ag层厚度对多层透明导电薄膜结构和性能的影响;再对Mica/AZO/Ag/AZO多层膜柔性和耐高温性能进行了研究;最后将其作为电极应用于全透明柔性场效应晶体管中。具体研究结果如下:(1)在Ag插入层厚度对薄膜综合性能的影响研究中,随着Ag层厚度的增加,Mica/AZO/Ag/AZO薄膜的电阻率单调降低,透过率呈现先降低再增加最后再降低的变化趋势,Ag层厚度为8 nm的样品(Mica/AZO/Ag(8 nm)/AZO)综合性能最佳,电阻率为3.5×10-5Ωcm,在可见光范围(400-800 nm)平均透过率为83.1%,品质因子为30.2×10-3Ω-1,并且展现出良好的柔性。(2)在真空条件下,对Mica/AZO/Ag(8 nm)/AZO柔性薄膜进行250℃至750℃的热处理,结果发现热处理温度对透过率无明显影响,在550℃之前薄膜电阻率保持稳定;在750℃薄膜电阻率有较为明显的增加,但是也能满足透明电极的使用要求。(3)以Mica/AZO/Ag(8 nm)/AZO为栅电极,Al2O3和Zn O分别为介质层和半导体层,AZO为源、漏电极,制备全透明柔性的场效应晶体管,但未发现场效应。
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