吉大段羽AOM：分子层沉积用于超薄金属电极的结核浸润层制备

钢铁侠 4年前 (2019-12-26) 4096浏览

引言

超薄金属的成核生长是限制透明导电金属电极在柔性显示器中应用的关键问题。通常惰性超薄金属如Au，Ag的沉积遵循沃尔默-韦伯生长模式岛状生长，成核阶段产生的缺陷会显著降低沉积薄膜的透过率，电导率和机械寿命。因此，通常使用成核诱导层促进超薄金属层状生长。活性金属材料如Cr，Ti，Ni，Ge和Cu对Ag，Au等惰性金属具有强粘合力，会抑制其成核阶段的扩散，因此常被用于成核诱导层。但是，金属诱导层的加入常会导致透过率的降低，因此逐渐被高透明的介电材料如ZnS，MoO₃和WO₃取代，即常见的介电层/金属/介电层结构。最近，随着对器件弯曲性能需求的提升，迫切需要发展高柔性的有机诱导层。

成果简介

近日，吉林大学段羽教授团队王浩然等人通过分子层沉积制备了甲基终止的有机-无机杂化薄膜作为超薄金属的成核诱导层。分子层沉积是一种基于表面基团反应的化学沉积方法，因此可以精确控制表面的终止基团。与传统的自组装官能团终止的材料相比，分子层沉积的真空制备环境使表面终止基团具有较高的活性。分子层沉积的铝氧烷将衬底表面上的羟基和硅氧基团改性为具有高活性的甲基，从而改善了超薄金的成核作用。沉积在甲基终止铝氧烷上的金薄膜因此避免了岛状生长，展现出低于0.3 nm粗糙度的均方根。将该电极应用于光电器件时，与使用ITO电极的有机发光器件相比，电流效率提高了24.4％。此外，使用该方法生长的金电极应用于柔性钙钛矿发光器件时，也展现了12.7％的电流效率增强，并在1000次弯曲后保持稳定。这些结果证明了分子层沉积制备的成核诱导层在有机光电器件和可穿戴器件中的应用潜力。相关成果以题为“A Novel Nucleation Inducer for ultra-thin Au Anodes in High Efficiency and Flexible Organic Optoelectronic Devices”发表在了Advanced optical materials。

图文导读

图1：分子层沉积甲基终止的铝氧烷作为结核诱导层