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ZnS增强超薄银层的光电性能:实现高透明导电柔性器件的新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月01日 来源:Vacuum 3.9
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本文创新性地采用ZnS作为润湿层,成功制备出具有低光学损耗(<2%)和高导电性(14 Ω sq?1)的SiOx/ZnS/Ag/ZnO多层结构柔性透明导电薄膜(TCFs)。通过界面化学键调控银原子迁移,突破传统金属润湿层的光学限制,为透明加热器(Joule heating)和电磁屏蔽(EMI)应用提供新方案。
Highlight
本研究突破性地证实硫化锌(ZnS)作为光学窗口材料,能同时实现银(Ag)层润湿性增强与光学损耗最小化的双重目标。通过构建SiOx/ZnS/Ag/ZnO"三明治"结构,我们让7.5纳米厚的超薄银层像"破洞牛仔布"般形成部分连续结构,竟意外获得最佳光学性能——这颠覆了传统认为完全连续层更优的认知!
Morphological evolution
原子力显微镜(AFM)图像生动揭示:1纳米厚的ZnS润湿层如同"纳米胶水",促使银原子从"孤岛状"生长模式(SiOx基底)转变为"连片稻田"形态。X射线光电子能谱(XPS)更捕捉到Ag-S键的"分子握手",这种化学键像锚点般固定银原子,使其在ZnS表面提前启动不完全聚结(incomplete coalescence)——这正是改善润湿性的关键机制!
Conclusion
这项研究为透明导电薄膜(TCFs)开发带来双重革新:①用ZnS替代传统金属润湿层,避免"加导电损透明"的困境;②发现"适度不连续"的银层结构反而能优化性能。所得材料在柔性透明加热器(薄如蝉翼却能快速升温)和电磁屏蔽窗(透光又防辐射)中展现惊艳表现,为智能汽车玻璃、可穿戴设备开辟新可能。
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