光电材料及器件的制备与优化

  透明导电材料 (transparent conductive material, TCM)  兼具优异的透光性和导电性，被广泛地应用于触摸屏、显示器、电致变色玻璃以及光伏电池等领域。同时，较大的光学带隙使其在功率电子器件、大面积显示、深紫外探测及全透明电子器件中也表现出良好的应用前景。
  根据材料内部载流子极性的差异，透明导电材料可以分为 n 型 TCM (电子导电) 和 p 型 TCM (空穴导电)。目前商业化应用的 n 型 TCM 材料以 ITO 为主，然而，ITO 中 In 元素含量高、毒性大且价格昂贵。开发兼具高透光率和高导电率的新型透明导电材料是 n-TCM 发展的重要方向。
  课题组选取无毒稳定、环境友好的 ZnO 为研究对象，通过不同受主掺杂， 对 ZnO 薄膜的电学性质、光学性质和磁学性质进行优化，获得了与商用 ITO 材料相近的光电性能。
  同时，基于 p 型 TCM 作为全透明电子器件及功率互补式逻辑电路的核心部件、但其光电性能较差的现状，课题组针对部分本征 p 型 TCM 展开了研究，通过优化受主掺杂、改善制备工艺获得了导电率>10 S·cm-1，霍尔迁移率（>10 cm2V- 1s-1 的 p 型 TCM 材料，这一数值比常规 p 型 TCM 材料高 1—2 个数量级。