摘要：金属薄膜由于其优异的导电性和在可见光波段范围内具有较低的光学损耗而被广泛的运用在光电子学和超材料等领域，它的性能很大程度上取决于金属的表面形态与厚度，所以人们往往通过实验制备超薄且表面光滑的金属薄膜。但要获得超薄且表面光滑的金属薄膜是非常困难的[1]，由于金属颗粒的表面等离激元震荡(SP效应) [2]，金属薄膜在沉积初期趋于在基板上形成孤立的岛。薄膜的透射性由于金属颗粒的吸收和散射而变得较低。此外这些不连续的金属颗粒层也使得金属薄膜在厚度非常小的时候导电性变得很差。想要使得金属薄膜导电就必须要到达临界厚度（渗透阈值厚度），反过来厚度增加的同时又限制了薄膜的透明度，想同时提高薄膜的透射性和导电性需要降低金属膜沉积时的渗透阈值厚度。渗透阈值的厚度取决于很多因素，如：金属的种类、沉积的条件、衬底……减小薄膜电阻并且增加其透明性的关键在于控制金属在衬底或者下面的介质层上的润湿性，这能减少表面的粗糙度、使得渗透阈值降低。当薄膜连续的时候，局域SP效应消失，此时薄膜的透射性会得到增强。之后，随着薄膜厚度的增加，薄膜的透射性降低同时表面方块电阻也会缓慢降低。为了本课题将利用光刻技术制备周期排列的光刻胶图形，从而制备金属周期微米网格，之后再利用共溅射技术在制备出的金属周期微米网格上溅射Al和Ag，溅射的薄膜厚度小于10nm。从而实现高透射性和高导电性。

关键词：薄膜  高透射性  高电导性  周期网格 

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题背景与现状-1

1.2 本次毕业设计研究目标与研究内容-2

1.2.1 研究目标-2

1.2.2 研究内容-2

1.3 本章小结-3

2.实验的方法与原理-4

2.1 掩模版的设计-4

2.1.1 掩模版设计原理-4

2.1.2 掩模板设计方案-5

2.2 溅射机原理-6

2.3 自搭建的微结构透射率测试系统-8

2.3.1 项目设计背景及意义-8

2.3.2 系统设计要求及思路-8

2.3.3 系统结构原理及搭建-9

2.3.4 基于微纳结构样品的测试结果-12

2.3.5 系统设计和搭建过程中主要遇到的问题-15

2.4 四探针法测薄膜电阻-15

2.5 积分球测薄膜的透射谱-17

2.6 本章小结-18

3.周期排列的微米金属网格的制备-19

3.1 紫外光刻实验-19

3.1.1 光刻原理-19

3.1.2 匀胶步骤-19

3.1.3 光刻步骤-20

3.2 共溅射实验-21

3.2.1 共溅射的原理-21

3.2.2 共溅射时遇到的问题-22

3.2.3 共溅射制备掺铝银膜-22

3.3 本章小结-23

4.薄膜导电性和透射性的测试-24

4.1 100nm纯银膜性能测试-24

4.1.1 100nm纯银膜的导电性测试-24

4.1.2 100nm纯银膜的透射性测量-25

4.1.3 总结-27

4.2 掺铝银膜和超薄纯银膜的性能对比-27

4.2.1 掺铝银膜导电性测试-27

4.2.2 超薄纯银膜的导电性测试-28

4.2.3 掺铝银膜和纯银膜的透射性比较-28

4.3 本章小结-29

5. 周期排列的金属微米网格总结-30

参考文献-31

致谢-33