吉大段羽AOM：分子層沉積用于超薄金屬電極的結核浸潤層制備

鋼鐵俠 4年前 (2019-12-26) 3818瀏覽

引言

超薄金屬的成核生長是限制透明導電金屬電極在柔性顯示器中應用的關鍵問題。通常惰性超薄金屬如Au，Ag的沉積遵循沃爾默-韋伯生長模式島狀生長，成核階段產生的缺陷會顯著降低沉積薄膜的透過率，電導率和機械壽命。因此，通常使用成核誘導層促進超薄金屬層狀生長。活性金屬材料如Cr，Ti，Ni，Ge和Cu對Ag，Au等惰性金屬具有強粘合力，會抑制其成核階段的擴散，因此常被用于成核誘導層。但是，金屬誘導層的加入常會導致透過率的降低，因此逐漸被高透明的介電材料如ZnS，MoO₃和WO₃取代，即常見的介電層/金屬/介電層結構。最近，隨著對器件彎曲性能需求的提升，迫切需要發展高柔性的有機誘導層。

成果簡介

近日，吉林大學段羽教授團隊王浩然等人通過分子層沉積制備了甲基終止的有機-無機雜化薄膜作為超薄金屬的成核誘導層。分子層沉積是一種基于表面基團反應的化學沉積方法，因此可以精確控制表面的終止基團。與傳統的自組裝官能團終止的材料相比，分子層沉積的真空制備環境使表面終止基團具有較高的活性。分子層沉積的鋁氧烷將襯底表面上的羥基和硅氧基團改性為具有高活性的甲基，從而改善了超薄金的成核作用。沉積在甲基終止鋁氧烷上的金薄膜因此避免了島狀生長，展現出低于0.3 nm粗糙度的均方根。將該電極應用于光電器件時，與使用ITO電極的有機發光器件相比，電流效率提高了24.4％。此外，使用該方法生長的金電極應用于柔性鈣鈦礦發光器件時，也展現了12.7％的電流效率增強，并在1000次彎曲后保持穩定。這些結果證明了分子層沉積制備的成核誘導層在有機光電器件和可穿戴器件中的應用潛力。相關成果以題為“A Novel Nucleation Inducer for ultra-thin Au Anodes in High Efficiency and Flexible Organic Optoelectronic Devices”發表在了Advanced optical materials。

圖文導讀

圖1：分子層沉積甲基終止的鋁氧烷作為結核誘導層