新型空穴型透明導電薄膜問世

科技日報訊 （記者吳長鋒）記者1月25日從中國科學院合肥物質科學研究院了解到，該院固體物理研究所功能材料物理與器件研究部和本院等離子所等單位科研人員合作，在空穴型近紅外透明導電薄膜研究方面取得新進展：他們設計并制備了新型空穴型銅鐵礦薄膜，并通過參數優化讓新型薄膜獲得了較高的近紅外波段透過率和較低的室溫方塊電阻。相關研究結果日前發表在《先進光學材料》雜志上。

透明導電薄膜是一類兼具光學透明和導電性的光電功能材料，在觸摸屏、平板顯示器、發光二極管及光伏電池等光電子器件領域有著廣泛應用。目前，商用的透明導電薄膜均為電子型，空穴型透明導電薄膜由于空穴有效質量大、空穴遷移率低和空穴摻雜性差，其光電性能遠落后于電子型透明導電薄膜，這嚴重阻礙了新型透明電子器件的發展。

在國家自然科學基金的支持下，研究人員通過理論計算發現，含有銠、氧等元素的銅鐵礦結構材料是一種間接帶隙半導體，其中的銅離子與氧離子的原子軌道可進行雜化，從而減弱價帶頂附近載流子的局域化，實現空穴型高電導率；另一方面該材料在可見光及近紅外波段表現出弱的光吸收行為，具有高透過率。研究人員在前期金屬型銅鐵礦薄膜的研究基礎上，采用非真空工藝進一步獲得了大尺寸空穴型銅鐵礦透明導電薄膜。該薄膜表現出主軸自組裝織構的生長特征，有利于其內載流子的傳輸，提高空穴的遷移率。另外，由于三價銠離子的離子半徑可實現空穴型載流子重摻雜，使得鎂摻雜銅鐵礦結構材料具有非常高的室溫導電率、較高的近紅外波段透過率以及低的室溫方塊電阻。