Cu/Ag双金属夹层厚度调控对AZO基透明导电薄膜光电性能的协同优化机制

本文通过射频溅射法制备AZO/Cu/Ag/AZO多层透明导电薄膜，系统研究Cu/Ag厚度比（总厚度10 nm）对结构-性能关系的影响。XRD显示5/5 nm厚度比使AZO结晶度最佳，AFM证实表面形貌呈厚度依赖性。光学分析表明Ag富集层（3/7 nm）可见光透过率更高，而Cu富集层近红外透过更优。电学测试揭示5/5 nm组合电阻率最低（1.25×10?3 Ω cm），3/7 nm品质因数（FOM）达7.56×10?5 Ω?1，为透明电极（TCO）在光伏和显示器的应用提供优化策略。

　　

Highlight

本研究采用射频磁控溅射技术在玻璃基底上成功制备AZO/Cu/Ag/AZO多层透明导电薄膜，通过调控Cu/Ag夹层厚度实现光电性能协同优化。

结构特性（Structural properties）

X射线衍射（XRD）分析显示，所有样品均呈现ZnO的(002)晶面衍射峰，证实六方纤锌矿结构。当Cu/Ag厚度比为5/5 nm时，AZO结晶度最佳，晶粒尺寸最大，表明双金属层厚度平衡能有效促进氧化物层有序生长。

结论（Conclusion）

通过系统研究Cu/Ag厚度比对多层膜性能的影响，发现：

1. 1.

   Ag富集层（3/7 nm）显著提升可见光透过率，而Cu富集层更利于近红外波段透光；

2. 2.

   5/5 nm组合实现最低电阻率（1.25×10^?3 Ω cm），归因于金属层连续性和结晶度改善；

3. 3.

   3/7 nm厚度比获得最高品质因数（FOM=7.56×10^?5 Ω^?1），展现Cu/Ag在透明电极设计中的互补作用。该研究为新一代光电器件电极设计提供重要理论依据。