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激光辐照对热退火金属/掺氟二氧化锡透明导电薄膜光电性能的影响
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN304.055[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]江苏大学材料科学与工程学院,镇江212013, [2]江苏大学机械工程学院,镇江212013, [3]江苏大学光子制造科学技术中心江苏省重点实验室,镇江212013
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划)(批准号:2011CB013000); 江苏省普通高校博士研究生科研创新计划资助项目(批准号:CXZZ13_0663); 江苏大学高级专业人才科研启动基金(批准号:13JDG045); 江苏省光子制造科学技术中心重点实验室开放基金(批准号:GZ201307)资助的课题~~
中文摘要:

采用532 nm纳秒脉冲激光对热退火的铝(Al)/掺氟二氧化锡(FTO)、铜(Cu)/FTO和银(Ag)/FTO三种双层复合薄膜表面分别进行处理,结果显示薄膜样品的光电性能都得到提高.其中,热退火Ag/FTO薄膜的平均透光率(400—800 nm)增幅最大,从72.6%提高到80.5%,主要是由于其表面产生了具有减反增透作用的光栅结构.激光辐照后热退火Ag/FTO薄膜的导电性也略有提高,其方块电阻从5.6Ω/sq下降到5.3Ω/sq,原因主要是激光辐照的热效应造成的退火作用使薄膜的晶粒尺寸增大,减少了晶界散射而使载流子迁移率提高.计算结果显示,激光辐照后热退火Ag/FTO薄膜的品质因子从0.73×10^-2Ω^-1增大为2.16×10^-2Ω^-1,表明其综合光电性能得到显著提高.激光辐照可同步实现薄膜表面光栅结构的制备和附加退火作用,这为金属层复合透明导电薄膜光电性能的综合优化提供了新的思路.

英文摘要:

Three kinds of bilayer films, i.e. aluminum(Al)/fluorine-doped tin oxide(FTO), copper(Cu)/FTO and silver(Ag)/FTO, are prepared by coating a commercial FTO glass with sputtered metal layers, and subsequently thermally annealed. Then all the as-annealed bilayer films are irradiated using a 532 nm nanosecond pulsed laser. X-ray diffraction(XRD) analysis confirms that all the laser-irradiated films have underwent laser annealing, resulting in an improvement in their photoelectric properties. More significantly, after laser irradiation, the as-annealed Ag/FTO film exhibits the highest increment in average transmittance(400—800 nm) that is increased from 72.6% to 80.5%. This should be attributed mainly to the formation of laser-induced grating structures that have anti-reflection effect on their surfaces.It is also found that the laser irradiation decreases the sheet resistance of the as-annealed Ag/FTO film from 5.6 to 5.3Ω/sq. The annealing caused by thermal effect of laser irradiation gives rise to an increase in grain size, thereafter reduces carrier scattering at grain boundaries and enhances carrier mobility, which should be responsible for the improvement in conductivity. The calculated results show that after laser irradiation the figure of merit of the as-annealed Ag/FTO film is greatly increased from 0.73×10 ^-2to 2.16×10^ -2Ω^-1, indicating a significant enhancement in the overall photoelectric property of the film. Laser irradiation can simultaneously achieve fabrication of grating structures and laser annealing,providing a new idea for performance optimization of metal-layer-composited transparent conductive films.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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