基于氧化物/银/氧化物多层结构的紫外透明导电电极设计与性能优化

这篇研究通过物理气相沉积（PVD）制备了五种宽禁带（WBG）氧化物（Er2O3、Ga2O3、HfO2、Ta2O5和ZrO2）与银（Ag）的多层结构（OMO），系统评估了其在紫外（UV）波段的透明导电性能。研究揭示了Ag层厚度与氧化物界面调控对UV透光率（最高87.6%）和导电性（最低6.0 Ω/□）的协同作用，为紫外光电器件（如LED、EUV光刻）提供了材料选择依据。

　　

Highlight

本研究通过电子束蒸发和热蒸发制备了氧化物/银/氧化物（O/Ag/O）多层膜，探索其在紫外（UV）波段的透明导电特性。五种宽禁带氧化物（Er₂O₃、Ga₂O₃、HfO₂、Ta₂O₅和ZrO₂）与不同厚度银层的组合，揭示了从隧道效应主导到连续网络导电机理的转变规律。

Structural and chemical properties

X射线衍射分析表明所有薄膜均为非晶态，这归因于低温沉积条件。非晶结构赋予薄膜光滑表面，使得多层界面更锐利，从而优化了光电子传输性能。

Conclusions

研究表明，ZrO₂/Ag/ZrO₂（45/8/45 nm）结构在336 nm处实现85%透光率和6.0 Ω/□的优异综合性能，而Er₂O₃基多层在200-400 nm全紫外波段表现最佳（平均透光率72.4%）。该工作为深紫外（λ < 300 nm）透明导电材料的设计提供了新范式。