1 吉林大学 电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区，长春 130012
2 吉林省红外气体传感技术工程研究中心，长春 130012
采用射频磁控溅射法在石英衬底和硒化锌衬底上制备了碲化铋薄膜，分别研究了薄膜厚度、退火温度对薄膜微观结构和光电性能的影响。利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和冷场发射扫描电子显微镜，分析了薄膜结构、成分和形貌。结果表明，退火有利于薄膜的结晶，且不改变晶体的择优取向。傅里叶变换红外光谱测试结果表明，在石英衬底和硒化锌衬底上沉积的薄膜，光学透过率随着薄膜厚度和退火温度的增加而减小，在硒化锌衬底上沉积的薄膜透过波段比石英长，且光学透过率更加稳定。霍尔效应测试结果表明，随着薄膜厚度和退火温度的增加，薄膜的电阻率逐渐减小，最小为1.448×10-3 Ω·cm，迁移率为27.400 cm2·V-1·s-1，载流子浓度为1.573×1020 cm-3。在石英衬底上沉积的15 nm厚的Bi2Te3薄膜，在1~5 μm波段的透过率达到80%，退火200 ℃后透过率达到60%，电阻率为5.663×10-3 Ω·cm。在硒化锌衬底上沉积相同厚度的薄膜，在2.5~20 μm波段的透过率达到65%，200 ℃退火后透过率达到60%，薄膜电阻率为9.919×10-3 Ω·cm。制备的Bi2Te3薄膜具有优良的光电特性，是红外透明导电薄膜领域理想的候选材料之一，在红外光电子学芯片制备领域有较好的应用前景。
透明导电薄膜 中红外波段 射频磁控溅射 Bi2Te3 光电性能 Transparent conductive film Mid infrared band Magnetron sputtering Bi2Te3 Photoelectric performance 光子学报
2023, 52(10): 1052413
国防科技大学电子科学学院，湖南 长沙 410073
随机金属网栅透明导电薄膜是一种非规则结构的金属网栅透明导电薄膜，其透光和导电性能良好。与规则结构金属网栅透明导电薄膜相比，随机金属网栅透明导电薄膜在同样光电性能前提下，具有更好的光学衍射性能。而且基于裂纹模板法的随机网栅透明导电薄膜相对于传统金属网栅透明导电薄膜在制备上具有明显的性价比优势，因此备受关注。针对目前研究较多的设计生成随机网络、仿生型随机网络和自裂解型随机网络这三种结构的随机金属网栅透明导电薄膜的性能、研究现状、相关制备工艺和最新的研究进展进行了详细阐述。在此基础上，介绍了随机网栅透明导电薄膜的相关应用。最后，展望了随机网栅透明导电薄膜未来的研究重点和发展方向。
薄膜 透明导电薄膜 随机金属网栅 光学衍射 裂纹模板法 研究进展 激光与光电子学进展
2023, 60(19): 1900004
1 哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室, 哈尔滨 150001
2 哈尔滨工业大学分析与测试中心, 哈尔滨 150001
3 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室, 哈尔滨 150001
4 哈尔滨工业大学郑州研究院, 郑州 450000
集成电路行业器件尺寸不断缩小, 表面更复杂, 对镀膜提出了更高的要求, 而原子层沉积因其保形性和自限制生长的优势而获得了广泛的关注和研究。本文在简要介绍一些常用的镀膜方式基础上, 对原子层沉积原理及自限制生长进行了重点介绍。以氧化铟为代表, 通过对比分析说明原子层沉积制备薄膜在形貌、成分等方面的优越性, 对不同方式制备的常见透明导电薄膜的光电性能进行了总结。详细讨论了原子层沉积的应用范围, 包括在大尺寸基底, 如大平面和大曲率基底上可以制备高质量薄膜, 在小尺寸基底, 如粉体、沟槽、微纳结构上仍然有着超高的保形性。最后对原子层沉积制备薄膜的优势进行了总结, 对其独特的发展潜力进行了展望。
原子层沉积 透明导电薄膜 镀膜方式 形貌 成分 光电性能 atomic layer deposition transparent conductive film coating method morphology composition optoelectronic property
华中光电技术研究所—武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430223
为了研究金属网栅高级次衍射产生的杂散光分布方式, 进而在设计层面定量地控制网栅衍射能量分布, 提升光学系统的探测能力, 使用数学计算软件对不同结构形式金属网栅光学波段的衍射特性进行了建模和离散化仿真, 利用快速傅里叶变换方法对不同结构的金属网栅在光学波段的衍射分布进行了离散化仿真计算。结果显示, 周期性网栅的+1 ~ +3级次衍射的归一化能量一般在-3 ~ -2 dB级别, 圆环网栅不会集中于轴向, 并且随着衍射级次增加, 衍射能量较方形网栅下降更快。随机网栅具有几乎完全均匀的衍射分布, 并且高级次归一化衍射能量可控制在-6 ~ -5 dB, 远低于周期性网栅, 使用在成像系统中能够将网栅衍射造成的杂散光匀化, 降低背景噪声, 提高成像质量。
透明导电薄膜 金属网栅 衍射分布 随机结构 电磁屏蔽 transparent conductive film metal mesh diffraction distribution random structure electromagnetic shielding
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710119
2 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京 100049
随着现代科技高速发展，各类通信设备与电子仪器所产生和面临的电磁污染与电磁干扰状况日益复杂，因而电磁屏蔽材料的研究受到了广泛关注。而在**、航空航天、医疗、精密仪器等诸多领域同时存在着实现光学透明和电磁屏蔽功能的应用需求，因此研发兼具高透过率和高电磁屏蔽效能的电磁屏蔽玻璃具有重要意义。本文对近年来国内外关于电磁屏蔽玻璃的最新研究进展进行了综合评述，并从结构角度将电磁屏蔽玻璃分为膜层类结构、网栅类结构和复合结构三类，对各种结构及材料的优势与缺陷进行了总结和分析，最后对未来该领域的研究方向和发展前景进行了展望。
电磁屏蔽效能 电磁屏蔽玻璃 电磁防护 功能玻璃 透明导电薄膜 金属网栅 electromagnetic shielding efficiency electromagnetic shielding glass electromagnetic protection functional glass transparent conductive film metal mesh grid
1 武汉大学 物理科学与技术学院 湖北省核固体物理重点实验室， 武汉 430072
2 武汉长弢新材料有限公司， 武汉 430000
通过控制室温下射频磁控溅射过程中不同的氩气工作气压、溅射功率和沉积时间，在石英玻璃上沉积Al掺杂ZnO(AZO)薄膜，探究了三种工艺条件对制备的AZO薄膜的微结构及光电性能的影响。所制备的AZO薄膜经500℃退火后均为六方纤锌矿结构，具有优异的透明度，在可见光范围内的平均透过率均在86%以上。在气压0.25Pa、功率200W下，溅射时间为10min时，薄膜的电阻率低至5.04×10-3Ω·cm，而溅射时间为15min时，Haacke性能指数最优，为0.314×10-3Ω-1。结果表明，磁控溅射制备的AZO薄膜的晶体结构、方阻和透过率等特性与制备过程中的气压、功率和时间密切相关，通过评价性能指数可指导优化AZO薄膜的制备工艺。
AZO透明导电薄膜 射频磁控溅射 室温 气压 功率 沉积时间 AZO transparent conductive film RF magnetron sputtering room temperature pressure power deposition time
1 西安工业大学兵器科学与技术学院，陕西 西安 710021
2 西安工业大学光电工程学院，陕西 西安 710021
通过旋涂法制备了一系列具有不同浓度参数和方块电阻的银纳米线透明导电薄膜。通过对工艺参数的调整，所制备的薄膜在400~10500 nm波段内具有较高的光学透过率和较好的均匀性。分析了浓度参数对薄膜光电性能的影响：银纳米线浓度越大，银纳米线之间搭建的网络越密集，薄膜的有效导电路径越多，进而提高了薄膜的导电性能。当银纳米线质量浓度为1.0 mg/mL时，薄膜的方块电阻为106.1 Ω/sq，在可见光和红外光谱波段具有较高的光学透过率。为降低薄膜的方块电阻，对薄膜进行了热退火处理，通过升高温度将银纳米线之间的结点进行焊接，降低了银纳米线之间的接触电阻，从而提高了薄膜的导电性。通过对薄膜的热退火处理，在薄膜光学透过率改变幅度较小的情况下，将薄膜的方块电阻从106.1 Ω/sq降低至49.5 Ω/sq。
薄膜 银纳米线 透明导电薄膜 宽光谱 热退火 方块电阻 光学学报
2022, 42(13): 1331001
南京邮电大学 电子与光学工程学院、微电子学院，南京 210023
将银纳米线与不同浓度的羟丙基甲基纤维素以一步混合的方法制备导电银浆，旋涂并热压制备具有嵌入式结构的复合透明电极。分别改变银纳米线和羟丙基甲基纤维素的混合比例，研究其比例对电极光电性能、粗糙度和稳定性的影响。结果表明，一步法得到的导电银浆可以有效制备嵌入式结构透明电极，显著改善银纳米线电极的平整性和稳定性。电极中羟丙基甲基纤维素的增加对电极的光电性能影响较小，但是极大降低了电极的粗糙度。最优化电极的平均表面均方根粗糙度仅为4.6 nm。羟丙基甲基纤维素对银纳米线的保护使透明电极在强氧化环境和胶带测试下均可保持良好的稳定性。
银纳米线 羟丙基甲基纤维素 透明导电薄膜 低粗糙度 高稳定性 Silver nanowires HPMC Transparent conductive film Low roughness High stability
1 南京邮电大学 电子与光学工程学院、 微电子学院, 南京 210023
2 南京邮电大学 射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室, 南京 210023
柔性电子器件主要应用于折叠手机、医疗健康监测、人工智能和太阳能电池等方面, 是当前研究的热点。针对银纳米线(AgNW)与衬底之间存在的粘附性较弱、易剥落、在空气中易氧化而使阻值变大等问题, 文章设计了一种以PDMS为柔性衬底的三层透明导电薄膜, 探究了曝光次数和氧化石墨烯不同涂覆方式对薄膜光电特性的影响。结果表明, 该导电薄膜达到了12 Ω/□的方块电阻, 透过率超过80%。在48%的拉伸情况下仍然保持着较好的导电性。
银纳米线 柔性 透明导电膜 石墨烯 silver nanowire flexible transparent conductive film graphene
1 吉林大学集成光电子学国家重点联合实验室, 电子科学与工程学院, 吉林 长春 130012
2 吉林省红外气体传感技术工程研究中心, 吉林 长春 130012
采用射频磁控溅射法在蓝宝石衬底上制备了Hf∶ZnO (HZO)薄膜,研究了氧气流速和退火温度对薄膜微观结构和光电性能的影响。为了提高薄膜的结晶性,将制备的薄膜在800 ℃下退火30 min,并自然冷却到室温。测试、分析了退火后薄膜的微观结构和光电性能。研究发现,随着氧气流速从0增加到0.6 mL/min,薄膜的致密度逐渐增大,电阻率逐渐降低,而当氧气流速继续增大到0.8 mL/min时,薄膜的结晶性恶化,电阻率突然升高。氧气流速为0.6 mL/min时制备的薄膜光电性能最佳,利用傅里叶红外光谱仪和霍尔测试仪进行测试,得到薄膜在3~5 μm波段的平均透过率为83.87%,电阻率为1.66×10 -2 Ω·cm,载流子迁移率为13.4 cm 2·V -1·s -1,载流子浓度为2.82×10 19 cm -3。利用X射线衍射仪进行测试,发现薄膜样品具有ZnO的六方纤锌矿结构,并沿(002)方向择优生长,通过扫描电子显微镜可以看到薄膜表面生成致密均匀的球状结构颗粒。这种薄膜可以用作3~5 μm波段的透明窗口。
薄膜 磁控溅射 中红外波段 透明导电薄膜 氧化锌 Hf∶ZnO; 光学学报
2021, 41(20): 2031002
