程靜云 康朝陽 宗海濤 曹國華 李明

(河南理工大學(xué)物理與電子信息學(xué)院,焦作 454000)

Ag緩沖層對ZnO:Al薄膜結(jié)構(gòu)與光電性能的改善?

程靜云 康朝陽?宗海濤 曹國華 李明?

(河南理工大學(xué)物理與電子信息學(xué)院,焦作 454000)

(2016年6月26日收到;2016年9月19日收到修改稿)

在室溫條件下,采用射頻磁控濺射法在玻璃基底上制備出了一系列高質(zhì)量的AZO薄膜和不同Ag緩沖層厚度的AZO/Ag/AZO復(fù)合薄膜.利用X射線衍射和原子力顯微鏡分別對薄膜的物相和表面形貌進(jìn)行了表征;利用霍爾效應(yīng)測試儀和紫外-可見光分光光度計(jì)等實(shí)驗(yàn)技術(shù)對薄膜的光電性能進(jìn)行了研究.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Ag緩沖層厚度對AZO薄膜的晶體結(jié)構(gòu)和光電性能影響較大.當(dāng)Ag層厚度為10 nm時(shí),AZO(30 nm)/Ag(10 nm)/AZO(30 nm)薄膜擁有最優(yōu)品質(zhì)因子,為1.59×10-1Ω-1,方塊電阻為0.75Ω/□,可見光區(qū)平均透過率為84.2%.另外,薄膜電阻隨溫度的變化趨勢呈現(xiàn)金屬電阻隨溫度的變化特性,光電熱穩(wěn)定性較好.

射頻磁控濺射,AZO/Ag/AZO,光電性能

1 引 言

近年來,由于人們對光電子器件的要求越來越高,使得低電阻率、高透明性的薄膜受到特別的關(guān)注.透明導(dǎo)電氧化物(transparent conducting oxide,TCO)薄膜是液晶顯示器(LED)和有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)的重要組成部分,在平板顯示和薄膜太陽能電池領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用[1-5].Sn摻雜的In2O3(tin-doped indium oxide,ITO)薄膜是一種傳統(tǒng)的TCO薄膜,然而,銦資源的稀缺和ITO薄膜成本較高等因素限制了其在更多領(lǐng)域的應(yīng)用[6,7].目前,鋁摻雜氧化鋅(Al-doped ZnO,AZO)由于儲量豐富、無毒等優(yōu)點(diǎn)可作為ITO的代替品引起了研究者的關(guān)注[8,9].然而,與ITO薄膜相比,AZO薄膜仍具有較高的電阻率,限制了其作為TCO薄膜的發(fā)展.為了解決這個(gè)問題,人們將金屬薄膜與金屬氧化物薄膜相結(jié)合得到了多層復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)[10,11].在金屬薄膜材料中,Ag由于其較低的電阻率(接近2×10-6Ω·cm)常被作為復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)中的金屬層材料.

目前有一些研究報(bào)道了AZO/Ag/AZO薄膜的可見光透過率和電阻率.Sahu等[12-14]制備出了低電阻率、高透過率的AZO/Ag/AZO三層薄膜,并將其運(yùn)用于透明導(dǎo)電電極上.Li等[11]研究發(fā)現(xiàn)AZO/Ag/AZO多層薄膜在OLED應(yīng)用中具有很大潛力.Crupi等[15]利用射頻磁控濺射法制備了AZO/Ag/AZO薄膜,并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化.Wu等[16]研究了Ag層厚度對AZO/Ag/AZO薄膜光電性能的影響.Miao等[17-19]在有機(jī)和玻璃基底上制備了AZO/Ag/AZO薄膜,研究了其在紅外的透光性并比較了Ag,AZO/Ag,Ag/AZO和AZO/Ag/AZO薄膜的光電性能.但是,在目前的研究中,表征AZO薄膜性能的品質(zhì)因子還比較低,且對如何優(yōu)化AZO/Ag/AZO薄膜的光電性能研究也不充分.另外,TCO薄膜除了要具備低的電阻率和高的透過率,作為電極材料,由于其應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜,例如要承受低溫和高溫環(huán)境,熱退火處理和器件長時(shí)間的運(yùn)作等,這就要求TCO薄膜具有一定的熱穩(wěn)定性.Dimopoulos等[20]研究了AZO/Au/AZO和AZO/Cu/AZO作為電極材料比單層AZO膜具有較好的熱穩(wěn)定性.Zhou等[21]研究發(fā)現(xiàn),與AZO/Ag/AZO相比,通過在AZO和Ag層之間引入Al層,AZO/Al/Ag/Al/AZO的熱穩(wěn)定性明顯提高了.然而,很少有人研究Ag層厚度對AZO/Ag/AZO薄膜熱穩(wěn)定性的影響.

基于對以上問題的考慮,本文利用射頻磁控濺射法在室溫條件下制備出了不同Ag緩沖層厚度的AZO/Ag/AZO薄膜,得到了品質(zhì)因數(shù)更高的TCO薄膜.并且對Ag層厚度對AZO/Ag/AZO薄膜的電學(xué)熱穩(wěn)定性做出了詳細(xì)的考證.

2 實(shí) 驗(yàn)

在室溫下,利用射頻磁控濺射設(shè)備在玻璃(BF33)基底上制備AZO/Ag/AZO多層復(fù)合薄膜.實(shí)驗(yàn)用的靶材分別為99.99%的高純Ag靶和99.99%的高純AZO(95 wt.%ZnO,5 wt.%Al2O3)靶材.玻璃基底經(jīng)丙酮溶液,酒精依次超聲清洗去脂,然后用去離子水反復(fù)沖洗,最后用高純氮?dú)獯蹈?在沉積開始前將真空腔室內(nèi)本底真空抽至2.0×10-3Pa.基底無需加熱,在沉積AZO膜時(shí),采用高純氬氣為濺射氣體,濺射氣壓為1 Pa,射頻功率為150 W,在沉積Ag膜時(shí),除了濺射功率為50 W,其他制備條件與AZO膜保持一致.為了提高薄膜的均勻性,基片轉(zhuǎn)速設(shè)定在18 r/min.AZO層厚度固定不變?yōu)?0 nm,Ag層厚度分別為5,10,20和30 nm. 薄膜厚度通過臺階儀(DektakXT,Bruker)校正并利用沉積時(shí)間控制.在玻璃基底上制備出了五種樣品,包括AZO(30 nm),AZO(30 nm)/Ag(5 nm)/AZO(30 nm),AZO(30 nm)/Ag(10 nm)/AZO(30 nm),AZO(30 nm)/Ag(20 nm)/AZO(30 nm),AZO(30 nm)/Ag(30 nm)/AZO(30 nm),樣品分別記為S1,S2,S3,S4和S5. 另外,為了研究中間層的表面特性,制備了五種不同的雙層薄膜分別為AZO(30 nm)/Ag(5 nm),AZO(30 nm)/Ag(10 nm),AZO(30 nm)/Ag(20 nm),AZO(30 nm)/Ag(30 nm),樣品分別標(biāo)記為S6,S7,S8和S9.

利用高分辨率的X射線衍射儀(XRD)表征多層薄膜的晶體結(jié)構(gòu),以Cu靶Kα射線作為衍射源,X光波長為0.15406 nm;利用紫外-可見光分光光度計(jì)(UV-3600,Shimadzu)測試薄膜在250-800 nm波長范圍內(nèi)的透過率;利用霍爾效應(yīng)測試儀(HMS-5300,Ecopia)測試薄膜的方塊電阻、載流子濃度與載流子遷移率等電學(xué)性能,并考察薄膜在80-500 K溫度下的電學(xué)性能隨溫度變化特性.采用原子力顯微鏡(AFM)探測AZO/Ag雙層膜的表面形貌.

3 結(jié)果與討論

圖1是樣品S1-S5的XRD圖譜.由圖可以看出,樣品S1-S5在2θ=34.2°均出現(xiàn)了ZnO的(002)衍射峰,表明我們在室溫條件下制備出了具有較高晶體質(zhì)量的ZnO薄膜.樣品S1和S2具有相似的XRD圖譜,未出現(xiàn)Ag的衍射峰,說明5 nm的Ag層未形成穩(wěn)定的薄膜結(jié)構(gòu).當(dāng)Ag中間層的厚度增加到10 nm時(shí),樣品S3在2θ=38.1°出現(xiàn)了微弱的衍射峰,此峰對應(yīng)Ag(111)的衍射峰.此后,隨著Ag中間層厚度進(jìn)一步的增加,Ag(111)的峰強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)并逐步形成了相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),同時(shí),ZnO(002)峰強(qiáng)度逐漸減弱而半高寬相應(yīng)增大.上述結(jié)果表明,當(dāng)Ag層厚度大于10 nm時(shí),Ag層具有較好的結(jié)晶質(zhì)量.同時(shí),Ag層的存在使AZO的結(jié)晶能力略微下降.這一結(jié)果與之前文獻(xiàn)報(bào)道相符合[17-19].

圖1 AZO和不同Ag層厚度的AZO/Ag/AZO膜的XRD圖譜Fig.1.The XRD patterns of AZO and AZO/Ag/AZO if lms with various thickness of Ag layer.

圖2 不同Ag層厚度下的AZO/Ag薄膜的原子力顯微鏡圖像(S6)AZO(30 nm)/Ag(5 nm),(S7)AZO(30 nm)/Ag(10 nm),(S8)AZO(30 nm)/Ag(20 nm),(S9)AZO(30 nm)/Ag(30 nm)Fig.2.The AFM morphological images of AZO/Ag films with respect to various thickness of Ag layer.(S6)AZO(30 nm)/Ag(5 nm),(S7)AZO(30 nm)/Ag(10 nm),(S8)AZO(30 nm)/Ag(20 nm),(S9)AZO(30 nm)/Ag(30 nm).

為了研究Ag中間層的生長狀況與表面形貌,特制備了不同Ag中間層厚度的AZO/Ag雙層薄膜.圖2給出了不同Ag層厚度下的AZO/Ag薄膜的原子力顯微鏡圖像.從圖中可以看出,樣品S6的晶粒較少且表面粗糙,隨著Ag層厚度的增加,樣品S7表面晶粒增多,晶粒尺寸變大,薄膜表面開始變得致密.與樣品S7相比,S8樣品晶粒尺寸較大且表面平整.隨著Ag層厚度進(jìn)一步增加,樣品S9的晶粒尺寸進(jìn)一步增大且表面更加平整.Ag膜的形成經(jīng)歷了Ag粒子的成核、長大和成膜的過程.根據(jù)雙層膜的表面情況,可以推測AZO/Ag/AZO薄膜的生長情況：當(dāng)Ag層厚度較小時(shí),Ag膜呈現(xiàn)了不連續(xù)的生長方式并形成了島狀結(jié)構(gòu),致使Ag膜表面變得粗糙,進(jìn)而影響了上層AZO膜的晶體質(zhì)量;隨著Ag層厚度的增加,Ag膜開始變得連續(xù)、致密使得上層AZO膜變得平整,晶粒尺寸變大;然而,Ag層厚度進(jìn)一步增加導(dǎo)致濺射的Ag原子在連續(xù)的Ag層上又開始以核生長的方式形成小島,導(dǎo)致AZO膜的生長狀況變差.

膜的層數(shù)和膜層厚度是影響薄膜光透過率的關(guān)鍵因素. 圖3給出了單層AZO薄膜和AZO/Ag/AZO薄膜隨Ag層厚度變化的透射光譜.由圖中數(shù)據(jù)可以計(jì)算出樣品S1,S2,S3,S4和S5在可見光400-760 nm的透過率分別為93.05%,83.54%,84.2%,49.39%和25.42%.AZO薄膜在可見光區(qū)的平均透過率在90%以上,大于多層薄膜的可見光透過率,表明Ag中間層的引入降低了AZO薄膜的透過率.Ag層厚度從5 nm增加到10 nm時(shí),AZO/Ag/AZO薄膜的透過率略微升高,之后隨著Ag層厚度的增加,多層膜的光透過率迅速下降.這可能是因?yàn)楫?dāng)Ag層厚度為5 nm時(shí),Ag膜生長不連續(xù),表面出現(xiàn)島狀結(jié)構(gòu)致使Ag膜表面較粗糙,對入射光的漫反射較嚴(yán)重,影響了多層膜的透過率.隨著Ag層厚度增加到10 nm,Ag膜開始變得致密平整,此時(shí)上層AZO膜起到了減反射的作用,因此多層膜透過率略微上升.然而,隨著Ag膜厚度進(jìn)一步增加,復(fù)合薄膜中的Ag膜對入射光的反射和吸收都增強(qiáng),多層膜的透過率迅速下降.

圖3 (網(wǎng)刊彩色)AZO和AZO/Ag/AZO薄膜的透射光譜Fig.3.(color online)The optical transmittance spectra of the AZO and AZO/Ag/AZO films.

圖4為常溫下AZO薄膜與不同Ag層厚度的AZO/Ag/AZO薄膜的方塊電阻曲線.由圖中可以看出,單層AZO薄膜的方塊電阻值為1.1×103Ω/□.當(dāng)添加一層厚度為5 nm的Ag中間層后,方塊電阻降為850 Ω/□;當(dāng)Ag層厚度由5 nm增加到10 nm時(shí),方塊電阻值急劇下降為0.75 Ω/□,這可能是因?yàn)锳g層厚度的增加提供了更多的導(dǎo)電電子,同時(shí),薄膜表面由粗糙變得平整、致密從而使方塊電阻值大幅度降低.當(dāng)Ag膜從10 nm增加到30 nm時(shí),方塊電阻變化不大,表明繼續(xù)增加Ag膜厚度對AZO/Ag/AZO薄膜的導(dǎo)電率影響不大.

研究者常常利用品質(zhì)因子去定量評定透明導(dǎo)電薄膜光電性能的優(yōu)劣,品質(zhì)因子可由方程(1)計(jì)算得出,

其中FOM為薄膜的品質(zhì)因子,T為薄膜在550 nm處的透光率,R為薄膜的方塊電阻.圖5給出了AZO/Ag/AZO薄膜品質(zhì)因子隨Ag層厚度的變化情況.由圖可以看出,單層AZO薄膜的品質(zhì)因子為2.9×10-4Ω-1,Ag中間層厚度為5,10,20和30 nm的品質(zhì)因子分別為5.0×10-4,1.59×10-1,1.68×10-3和1.07×10-4Ω-1.這一結(jié)果也說明了Ag層的加入提高了AZO薄膜的光電性能且最優(yōu)品質(zhì)因子在Ag層厚度為10 nm時(shí)取得,為1.59×10-1Ω-1.

圖4 常溫下AZO薄膜與不同Ag層厚度的AZO/Ag/AZO薄膜的電阻Fig.4.The Sheet Resistance of AZO and AZO/Ag/AZO films with different thickness of Ag layer at room temperature.

圖5 AZO/Ag/AZO薄膜的品質(zhì)因子隨著Ag層厚度的變化趨勢Fig.5.Figure of merit of AZO/Ag/AZO film with respect to the thickness of Ag layer。

為了考察所制備樣品的電學(xué)熱穩(wěn)定性,利用霍爾測試儀測試了樣品在不同溫度條件下的電學(xué)性能.圖6給出了AZO薄膜與不同Ag層厚度的AZO/Ag/AZO薄膜的方塊電阻隨溫度變化曲線(120-450 K).從圖中可以看出,單層AZO薄膜的方塊電阻值隨溫度的升高而降低,呈現(xiàn)出典型的半導(dǎo)體電阻隨溫度的變化特性.當(dāng)添加一層厚度為5 nm的Ag中間層時(shí),方塊電阻值在120-225 K與300-380 K時(shí)隨溫度的升高而降低,在225-300 K與380-450 K時(shí)隨溫度的升高而升高.這可能是因?yàn)樵诘蜏叵翧g層提供的導(dǎo)電電子移動(dòng)速度較低且自由電子數(shù)目有限,從而呈現(xiàn)出了半導(dǎo)體電阻隨溫度的變化特性;在高溫下電子獲得了較大的移動(dòng)速度從而呈現(xiàn)出了金屬電阻隨溫度的變化特性.而其中的曲線振蕩可能是由Ag層較薄呈島狀生長使得中間層不夠致密導(dǎo)致的.當(dāng)Ag層厚度增加到10 nm時(shí),方塊電阻值隨溫度的升高線性升高,呈現(xiàn)出典型的金屬電阻隨溫度的變化特性,這說明Ag中間層的引入極大地提高了薄膜的電學(xué)性能.同時(shí),從圖上也可以看出,方塊電阻隨溫度變化幅度較小,表明AZO/Ag/AZO薄膜電學(xué)熱穩(wěn)定性較好.當(dāng)Ag層厚度繼續(xù)增加到30 nm時(shí),方塊電阻值除了降低外,隨溫度的變化趨勢與10 nm樣品保持一致,表明繼續(xù)增加Ag膜厚度對AZO/Ag/AZO薄膜的導(dǎo)電率已經(jīng)影響不大.

圖6 AZO薄膜與不同Ag層厚度的AZO/Ag/AZO薄膜的方塊電阻隨溫度變化曲線Fig.6.The changing curves of Sheet Resistance with temperature of AZO and AZO/Ag/AZO films with different thickness of Ag layer.

圖7(a)和圖7(b)分別給出了AZO薄膜與不同Ag層厚度的AZO/Ag/AZO薄膜的載流子濃度與遷移率隨溫度變化曲線(120-450 K).從圖7(a)中可以看出,單層AZO薄膜的載流子濃度的大小隨溫度的變化振蕩比較劇烈,其數(shù)量級大約在1013cm-3;當(dāng)添加一層厚度為5 nm的Ag中間層時(shí),載流子濃度的大小隨溫度的變化比較平緩,其數(shù)量級仍維持在1013cm-3;當(dāng)Ag層厚度增加到10 nm時(shí),溫度對載流子濃度的變化影響不大,但其數(shù)量級提高到1018cm-3,這可能是由于Ag中間層的加入使得擴(kuò)散到AZO表面的自由電子數(shù)目增多;當(dāng)Ag層厚度增加到30 nm時(shí),載流子濃度隨溫度的變化又有了一定程度的震蕩,其數(shù)量級仍為1018cm-3,這說明繼續(xù)增加Ag層厚度對載流子濃度的大小已經(jīng)影響不大,但是其電學(xué)熱穩(wěn)定性會降低.從圖7(b)中可以看出,Ag中間層的加入沒有使得載流子遷移率的大小得到很大改變,但是當(dāng)在AZO薄膜中加入5與10 nm的Ag后,其載流子遷移率隨溫度的變化相比于單層AZO薄膜變得比較平緩,而更厚的Ag層厚度(30 nm)又使得電熱穩(wěn)定性降低了.以上結(jié)果都表明合適的Ag中間層厚度會提高AZO薄膜的電學(xué)熱穩(wěn)定性能.

眾所周知,薄膜的光電特性與熱穩(wěn)定性主要受薄膜的晶化程度、晶粒粒徑和粗糙度影響.當(dāng)Ag層厚度小于10 nm時(shí),隨著Ag中間層厚度的增加,金屬薄膜由島狀生長方式轉(zhuǎn)變成連續(xù)生長方式[22],AZO/Ag雙層膜表面開始變得均勻致密,粗糙度逐漸減小.當(dāng)Ag層厚度進(jìn)一步增加到30 nm時(shí),AZO/Ag/AZO多層薄膜樣品中ZnO的結(jié)晶質(zhì)量得到改善,晶粒增大,導(dǎo)致表面粗糙度升高.由于Ag層和AZO層接觸時(shí)會產(chǎn)生能帶彎曲,使得半導(dǎo)體表面載流子濃度增加,在半導(dǎo)體表面形成了電子積累,從而大量的載流子通過連續(xù)的Ag層注入到AZO層,使得多層膜的載流子濃度提高,電阻率降低[23].當(dāng)Ag層厚度小于10 nm時(shí),復(fù)合薄膜的透過率由于頂層AZO的減反射作用及多層膜界面散射作用降低,使得透光率略有上升.然而,隨著Ag層厚度進(jìn)一步增加,此時(shí)Ag膜對入射光的吸收和反射作用均大幅增強(qiáng)[24],使得AZO/Ag/AZO薄膜可見光透過率急劇下降.另一方面,薄膜的致密性、生長方式和缺陷對其電子遷移率影響較大,導(dǎo)致復(fù)合薄膜的電阻隨溫度變化出現(xiàn)振蕩,嚴(yán)重影響薄膜的電學(xué)熱穩(wěn)定性,從而限制了其在薄膜太陽能電池、液晶顯示、光電子器件等領(lǐng)域的應(yīng)用.因此,合適的Ag層厚度對改善AZO/Ag/AZO多層膜的光電性能和電學(xué)熱穩(wěn)定性起著極其重要的作用.

圖7 (a)AZO薄膜與不同Ag層厚度的AZO/Ag/AZO薄膜的載流子濃度的大小隨溫度的變化;(b)AZO薄膜與不同Ag層厚度的AZO/Ag/AZO薄膜的載流子遷移率隨溫度的變化Fig.7. (a)The changing curves of values of the Sheet concentration with temperature of AZO and AZO/Ag/AZO films with different thickness of Ag layer;(b)the changing curves of mobility with temperature of AZO and AZO/Ag/AZO films with different thickness of Ag layer.

4 結(jié) 論

室溫下,利用射頻磁控濺射法在玻璃基底上制備了AZO/Ag/AZO透明導(dǎo)電薄膜.研究了Ag層厚度對薄膜光電性能的影響.XRD結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著Ag層厚度的增加,Ag(111)的衍射峰逐漸增強(qiáng),ZnO(002)衍射峰逐漸減弱,ZnO(002)晶面的擇優(yōu)取向減弱.AFM測試表明,Ag層厚度的變化對上層AZO薄膜表面生長方式影響很大.Ag層厚度小于5 nm時(shí),AZO薄膜表面粗糙,晶粒尺寸較小;當(dāng)Ag層厚度大于10 nm時(shí),多層膜的表面開始變得連續(xù),晶粒尺寸較大,直接影響了薄膜的光電性能.霍爾測試和透射率的測試顯示,隨著Ag層厚度的增加,AZO/Ag/AZO多層膜的透過率逐漸降低,方塊電阻逐漸下降.當(dāng)Ag層厚度為10 nm時(shí),多層膜的綜合性能達(dá)到最佳,此時(shí)薄膜的最佳品質(zhì)因子為1.59×10-1Ω-1.這個(gè)數(shù)值比單層AZO的品質(zhì)因子(2.9×10-4Ω-1)高很多,同時(shí)方塊電阻、載流子濃度、載流子遷移率隨溫度變化幅度較小.這些都表明Ag層的加入改善了AZO/Ag/AZO多層膜的光電性能.

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PACS:77.55.hf,73.40.Vz,73.61.-r,78.20.-e DOI:10.7498/aps.66.027702

Structural and photoelectrical properties of AZO thin films improved by Ag buffer layers?

Cheng Jing-Yun Kang Chao-Yang?Zong Hai-Tao Cao Guo-Hua Li Ming?
(School of Physics and Electronic Information Engineering,Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454000,China)

26 June 2016;revised manuscript

19 September 2016)

In order to obtain more excellent photoelectric properties of transparent conductive film,a series of high-quality AZO thin films and AZO/Ag/AZO thin films with various thickness values of Ag buffer layers are prepared on glass substrates by the radio frequency magnetron sputtering method at room temperature.The phase and surface morphologies of films are characterized by X-ray diffraction(XRD)and atomic force microscopy(AFM)respectively.The technology of Hall effect measurement and ultraviolet,visible spectrophotometer are employed to investigate the photoelectric properties offilms.The electrical properties(including sheet resistance,sheet concentration and mobility)of films are also determined by using non isothermal technique to explore their thermal stability performances.The results indicate that the thickness values of Ag buffer layers have a large influence on the crystalline structures and photoelectric properties of AZO thinfilms.The XRD results show that with the increase of the thickness of Ag,the diffraction peak of Ag(111)is gradually enhanced,the ZnO(002)diffraction peak is gradually weakened,and the preferred orientation of ZnO(002)crystal plane is weakened.AFM test indicates that the change of Ag layer thickness has a great influence on the surface growth mode of the upper layer AZO thin film.When the Ag layer thickness is less than 5 nm,AZO thin film surface is rough and the grain size is smaller.When the Ag layer thickness is larger than 10 nm,the continuous surfaces of multilayer films begin to be shaped,directly affecte the photoelectric properties of the films.Hall effect measurement and transmittance test show that with the increase of Ag layer thickness,the transmission of AZO/Ag/AZO multilayer film gradually decreases,and also the resistance gradually decreases.When the thickness of Ag layer is 10 nm,AZO(30 nm)/Ag(10 nm)/AZO(30 nm)thin film gains a best figure of merit of 1.59×10-1Ω-1an average transmittance of 84.2%and a sheet resistance of 0.75 Ω/sq.Hall effect measurement versus temperature indicates that AZO film without an Ag layer proves to be subjecte to the regular change of semiconductor resistance with temperature.When adding an Ag layer,the trend of the relationship of resistance with temperature presentes the characteristic of that metal resistance relating to temperature.Moreover,the sheet concentration of AZO with Ag layer is higher than that of AZO.The highest sheet concentration and the excellent thermal stability are obtained on AZO/Ag(10 nm)/AZO.The changes of the mobility of AZO under different temperatures turn out to be poorly stable.However,when adding an Ag layer,the better stability of AZO/Ag/AZO can be obtained.In conclusion,the photoelectric properties of films own excellent thermal stabilities with optimum thickness of Ag layer.

radio frequency magnetron sputtering,AZO/Ag/AZO,photoelectric properties

:77.55.hf,73.40.Vz,73.61.-r,78.20.-e

10.7498/aps.66.027702

?國家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號：11140064,11304081,51301062)資助的課題.

?通信作者.E-mail：kangcy@hpu.edu.cn

?通信作者.E-mail：mingli4587@aliyun.com

*Project supported by the National Natural Science Foundation of China(Grant Nos.11140064,11304081,51301062).

?Corresponding author.E-mail：kangcy@hpu.edu.cn

? Corresponding author.E-mail：mingli4587@aliyun.com