[發明專利]一種CaSnO3/Ag/CaSnO3多層結構柔性透明導電薄膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201810357716.5
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108588658A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 吳木營;何林;周曉海;許文杰
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/20;C23C14/08;H01B5/14
• 代理公司: 北京匯彩知識產權代理有限公司 11563
• 代理人: 彭遜

本發明提供一種CaSnO₃/Ag/CaSnO₃多層結構柔性透明導電薄膜及其制備方法，通過磁控濺射沉積法制備得到，所述導電薄膜包括上下兩層CaSnO₃層、CaSnO₃層中間夾著Ag層以及透明柔性襯底。制得的CaSnO₃/Ag/CaSnO₃多層結構柔性透明導電薄膜的性能優良，成本低廉，適合工業化生產。

技術領域

本發明屬于電子功能薄膜材料及薄膜光學領域,涉及一種CaSnO₃/Ag/CaSnO₃多層結構柔性透明導電薄膜及其制備方法。

背景技術

鈣鈦礦結構氧化物具有豐富的物理特性，包括高溫超導電性、鐵電/壓電特性、磁電阻特性、多鐵性等，是目前研究最廣泛的功能材料之一。隨著鈣鈦礦微結構中新奇光電特性的發現和鈣鈦礦結構光伏電池的蓬勃發展。鈣鈦礦結構的透明導電氧化物激發了科學工作者極大的興趣，因為它們具有與其他鈣鈦礦材料在晶格和能級匹配上的優異性，利于提高全鈣鈦礦光電器件的性能。堿土金屬錫酸鹽CaSnO₃是一類寬禁帶鈣鈦礦結構氧化物，具有n型立方鈣鈦礦結構，禁帶寬度大于3.0eV。但是未摻雜的CaSnO₃的電阻率在極高，難以滿足應用要求。金屬薄膜具有優異的電學導電性，但是其光學透過性極差。本發明嘗試將CaSnO₃和金屬薄膜進行復合制備，綜合利用這兩類材料的各自優勢，制備CaSnO₃/金屬/CaSnO₃多層結構柔性透明導電薄膜。此外，在常被用來作為中間金屬層的材料中，金屬Ag相對于Au具有低的電阻率和成本，相對于Cu具有更好的化學穩定性，是作為金屬層的最佳選擇。因此本發明中選用Ag作為導電金屬層設計并在有機柔性基底上制備CaSnO₃/Ag/CaSnO₃多層結構柔性透明導電薄膜。

磁控濺射方法制備透明導電薄膜薄膜，具有沉積速率高、薄膜附著性好、易控制并能實現大面積沉積等優點，因而成為當今工業化生產中研究最多、工藝最成熟和應用最廣的一項方法。因此選用磁控濺射技術來制備CaSnO₃/Ag/CaSnO₃多層結構柔性透明導電薄膜。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，利用磁控濺射沉積技術，提供一種成本低廉而性能優良的CaSnO₃/Ag/CaSnO₃多層結構柔性透明導電薄膜及其制備方法。

本發明提供一種CaSnO₃/Ag/CaSnO₃多層結構柔性透明導電薄膜，通過磁控濺射沉積法制備得到，所述導電薄膜包括上下兩層CaSnO₃層、CaSnO₃層中間夾著Ag層，采用透明柔性襯底；所述CaSnO₃層的厚度為20nm～50nm，所述Ag層的厚度為7nm～13nm，所述透明柔性襯底可以為聚碳酸酯襯底、聚對苯二甲酸類襯底、聚萘二甲酸乙二醇酯襯底中任意一種。

本發明還提供一種CaSnO₃/Ag/CaSnO₃多層結構柔性透明導電薄膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)將所述CaSnO₃靶材和Ag靶材裝入磁控濺射腔體內，靶材與襯底的距離優選為50mm～80mm；

(2)先后用去離子水超聲清洗透明柔性襯底，并用高純氮氣吹干，放入磁控濺射腔體中；

(3)將磁控濺射系統的本底真空度抽至5.0×10^-3Pa以下，使用氬氣作為濺射氣體濺射CaSnO₃層，濺射功率為30～100W，進行沉積得到CaSnO₃層；