透明调谐材料与器件研究天津大学电子信息工程学院—— 军用电子材料与器件研究所

报告人：于仕辉导 师：李玲霞 教授

主要内容主要内容

研究背景1

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研究成果

下步计划

致谢

研究背景

自从 John. F. Wager [1] 在 2003 年提出透明电子这一概念以来，透明电子器件及透明电子设备的研究便得到了广大科研工作者的重视，三星、苹果、索尼等一些电子巨头也都投入了巨大的人力和物力对透明电子进行研发，以便占领未来科技发展的高地。

[1] Science 300, 1245 (2003)

但是目前透明电子学的研究目前还出于起步阶段，特别是对于透明介质调谐器件的研究还十分有限。基于实验室的研究基础，因此确定了以下研究方向。1. 新型调谐材料与器件的进一步开发研究；2. 透明调谐材料与器件的开发研究；3. 柔性透明调谐器件的开发研究。

透明电子学的初步研究成果 透明调谐器件的结构如下图所示。由透明顶电极、透明介质薄膜、透明底电极、透明衬底组成。由此可见要实现器件的透明化必须要实现这四个组成部分的透明化。因此分别对透明电极和透明介质薄膜进行了研究，并取得了相关研究成果。

文章[1] Shihui Yu, Lingxia Li, et al. Transparent conductive Sb-doped SnO2/Ag multilayer films fabricated

by magnetron sputtering for flexible electronics, Acta Materialia, 2013, 61: 5429–5436 （ SCI 收录期刊，一区， IF=3.941 ）

[2] Shihui Yu, Lingxia Li, et al. Fabrication of p-type SnO2 films via pulsed laser deposition method by

using Sb as dopant, Applied Surface Science, 2013, 286: 417–420 （ SCI 收 录 期 刊 ， 二区， IF=2.112 ）

[3] Shihui Yu, Lingxia Li, et al. Fabrication and characterization of electric field tunable Bi1.5MgNb1.5O7

transparent capacitors, Materials Letters, 2014, 116, 50-52 (SCI 收录期刊，二区， IF=2.224 ）

[4] S. Yu, L. Li, et al. Investigation of low resistance transparent F-doped SnO2/Cu bi-layer films for

flexible electronics, Vacuum, 2014, 102, 43-47 （ SCI 收录期刊，三区， IF=1.53 ）[5] Shihui Yu, Lingxia Li, et al. Optimization of SnO2/Ag/SnO2 tri-layer films as transparent composite

electrode with high figure of merit, Thin Solid Films (SCI 收录期刊，三区， IF=1.604)

专利[1] 李玲霞，于仕辉等，透明铌酸镁铋薄膜压控变容管的制备方法，中国国家发明专利，专利号：

201310334109.4

透明电子学的初步研究成果 在柔性衬底上制备了 SnO2/Ag结构柔性透明电极，相关研究成果发表在材料领域国际顶尖权威期刊 Acta Mater上。如下图所示，所制得的最低方电阻为 6Ω/sq.已经非常接近金属电极的方电阻，且在可见光区的透过率达到 90%以上，这种优异的导电性和透光性已经基本满足作为透明调谐器件的电极条件。

6Ω/sq.

92 %

透明电子学的初步研究成果 利用 ITO透明电极作为底电极，成功制备了透明的 BMN调谐器件，相关研究成果发表在国际 top期刊Mater Lett上。结构如右图。测试结果如下图所示，所制得的BMN薄膜在可见光区的透过率为 85%，而此时其调谐率也达到了 29%。

85 % 29 %

玻璃

ITO 透明电极BMN 薄膜

Au 电极

下一步计划

虽然初步实现了透明调谐器件的制备，但是仍有很多问题待解决，比如顶电极的透明化，以及器件的集成制备。除此之外， BMN 的调谐率也相对较小，寻找更高调谐率材料并以此为基础完成透明调谐器件的制备也将是今后研究的重点。

远期计划，如果有可能也将尝试在柔性衬底或者纸质衬底上制备柔性调谐薄膜，并制备出柔性调谐器件。从而进一步制备出柔性透明调谐器件。

致谢

感谢我的导师李玲霞教授，感谢她给我提供的良好科研条件和在学术上对我的指导以及对我的严格要求。

感谢我的师兄宁平凡博士和董和磊博士，感谢师弟张晓宇和许丹同学、师妹金雨鑫同学。我的成果是他们打下的基础上和帮助下完成的。

科研的道路上没有终点，在这里我引用屈原的一句话概括我对科研的认识，以作为本次报告的结束语。

科研的道路上没有终点，在这里我引用屈原的一句话概括我对科研的认识，以作为本次报告的结束语。