题目：PMMA基底掺铝氧化锌透明导电薄膜的室温制备及其耐候性研究

       透明导电氧化物薄膜是半导体光电子材料，具有低电阻率（接近金属），红外波段高反射率，可见光高透过率等特点。一方面可作为电极材料广泛应用于光电子器件，如平板显示器，光伏电池等。另一方面可被应用于建筑节能，飞机隐身等领域，其用途十分的广泛。从资源和环境的角度来看，掺铝氧化锌（ZnO:Al,ZAO）是最具有应用前景的透明导电薄膜材料，并且其红外发射率可实现在大范围内的连续可调，在红外隐身领域也具有很强的优势。室温下实现高质量的ZAO薄膜的制备，必将大幅扩展其应用至各种柔性器件领域，从而能更好的造福社会。

        与基底附着力良好，光电性能分布均匀，耐候性优越是实现ZAO薄膜器件应用的关键。本文针对PMMA基底上ZAO薄膜附着力、制备工艺、耐候性等，进行了一系列系统的研究，主要研究内容如下：

       为了解决PMMA基底上ZAO薄膜开裂的问题，增强ZAO与PMMA基底的结合力，制备了有机底漆和有机底漆/无机薄膜两种类型过渡层材料。首先从上百种有机漆中，依次按照高透明性、与基底相容性、附着力优良等方面筛选出最优的底漆材料-丙烯酸聚氨酯漆（德国美德孚）；然后基于PMMA/丙烯酸聚氨酯漆结构，采用磁控溅射反应镀膜技术制备了4种无机薄膜过渡层：SiO2、SiON、Al2O3、AlON。在这5种过渡层基底上沉积了相同工艺的ZAO透明导电膜，按照国家标准GB/T9286进行附着力测试，附着力达到最优等级0级，彻底解决了薄膜开裂的问题。

        为了获得具有均匀光电性能的ZAO透明导电膜，本文创新性地采用对靶磁控溅射技术，突破了传统单靶磁场分布的限制，在室温下成功获得了PMMA基底上分布均匀、光电性能优异的ZAO透明导电薄膜。样品最低电阻率为1.8×10-3 Ωcm，在可见光的透过率大于80%，8-14µm的发射率低于0.2，达到了国际领先水平。研究了氧气分压、溅射压强和溅射功率等因素对ZAO薄膜的晶体结构、表面形貌、光电性能的影响。同时对发射率（ε）与表面电阻（RS）的关系进行了讨论，薄膜的表面电阻越小，对应的红外发射率越小，表面电阻小于120欧姆ZAO样品，ε～RS满足二阶函数关系式ε=0.0351+0.0015RS+0.9623×10-5 RS2。

        针对ZAO薄膜耐候性差的问题，提出了两条解决途径：第一，对ZAO薄膜掺入化学性能稳定的Cr元素，Cr:ZAO薄膜的耐腐性明显提高，通过分析不同掺杂含量下样品的光电及耐腐蚀性能获得最佳的掺杂比例为4at%；第二，基于光学原理和材料的物理本质，设计了具有可见光区增透、红外低发射、电磁屏蔽、耐腐蚀等多功能于一体的SiO2/PMMA/ZAO/SiO2样品，其在可见光平均透过率为84.4%，8-14µm的红外发射率小于0.2，样品盐雾试验48小时后还能保证光学性能基本不变，为低发射率材料工程应用标准的实现奠定了坚实的基础，同时提供了新的设计思路。