【摘 要】
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铝掺杂氧化锌（AZO）是一种重掺杂的n型半导体材料,其制备出的AZO透明导电薄膜具有相对低的电阻率(～10-4Ω·cm)、高的可见光透过率（＞80%）和出色的稳定性。此外,AZO薄膜具备的低红外发射率性能,使其在低辐射领域表现出优良的应用前景。现如今,传统掺杂型透明导电氧化物（TCO）薄膜的研究近乎到了极致,已经无法满足人们对于高性能的需求。为了进一步提升薄膜的性能,人们将其制备成叠层结构,即TC
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铝掺杂氧化锌（AZO）是一种重掺杂的n型半导体材料,其制备出的AZO透明导电薄膜具有相对低的电阻率(～10-4Ω·cm)、高的可见光透过率（＞80%）和出色的稳定性。此外,AZO薄膜具备的低红外发射率性能,使其在低辐射领域表现出优良的应用前景。现如今,传统掺杂型透明导电氧化物（TCO）薄膜的研究近乎到了极致,已经无法满足人们对于高性能的需求。为了进一步提升薄膜的性能,人们将其制备成叠层结构,即TCO薄膜与金属薄膜结合,构成多层薄膜。事实证明,TCO/Metal/TCO结构薄膜可获得更优异的光电性能,但目前对于TCO/Metal/TCO薄膜的红外特性的研究较少。本文通过对磁控溅射法制备的AZO基多层薄膜红外辐射性能及光电性能的研究,探究了不同膜层对于多层薄膜性能的影响,为AZO基多层低辐射薄膜在节能窗口领域的进一步研究与应用奠定了基础。具体研究结果如下:通过对不同AZO层厚度AZO/Cu/AZO薄膜光电性能和红外特性的影响研究,探究了AZO层对薄膜性能的影响机理。研究表明,薄膜底部AZO层起着缓冲层作用,对于薄膜整体性能有着至关重要作用。薄膜的方块电阻和红外发射率主要受顶部AZO层和中间Cu层厚度的影响,而薄膜的透射率同时受顶部AZO层、底部AZO层和Cu层厚度的影响。当AZO层厚度为40nm时,低辐射AZO/Cu/AZO多层薄膜具有优异的性能,其方块电阻为9.96Ω/sq,平均可见光透射率为87.7%,红外发射率为0.055。为了在不牺牲薄膜发射率和电学性能的前提下。进一步提升AZO/Cu/AZO薄膜的性能和稳定性,将Ti层作为阻挡层引入三层薄膜中,制备成AZO/Ti/Cu/AZO多层薄膜,Ti层的存在可以有效地保护金属Cu层不被氧化。虽然,Ti层的引入会导致多层薄膜的透射率轻微下降,但优化了薄膜的电学性能和红外特性。当Ti层厚度为10 nm时,多层薄膜具有较好的稳定性和综合性能,在空气中长时间暴露后具有0.050的红外发射率和2.89×10-2Ω-1的品质因数。研究表明,AZO/Ti/Cu/AZO薄膜是一种光电和红外性能优异且稳定性高的低辐射薄膜。此外,本文还对柔性衬底的AZO/Cu/AZO薄膜进行了研究。相比沉积于玻璃衬底上的AZO/Cu/AZO薄膜,沉积于柔性衬底上的薄膜具有更为优异的电学性能。同时也发现,由于柔性衬底的热稳定性差,使得薄膜的红外发射率和透射率相对较低。当AZO层厚度为30 nm时,柔性AZO/Cu/AZO薄膜具有最优的综合性能,其方块电阻为8.73Ω/sq,平均可见光透射率为81.3%,红外发射率为0.151。故而,柔性AZO/Cu/AZO薄膜是一种极有潜力的低辐射薄膜。
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