투명 히터(TH)는 제빙, 성에 제거, 열 관리와 같은 응용 분야에서 널리 사용되며, 높은 투명성, 낮은 시트 저항, 그리고 구조적 내구성이 요구된다. 본 연구는 ZnO/Cu/SiO₂(ZCS) TH의 설계, 제작 및 성능을 조사하였으며, 특히 열안정성(thermostability)에 초점을 두었다. 유전체/금속/유전체(dielectric/metal/dielectric) 구성에서 금속층으로 Cu를 사용함으로써, ZCS 히터는 인듐 주석 산화물(ITO) 및 Ag 기반 TH에 대한 비용 효율적인 대안이 된다. ZnO(20 nm)/Cu(6 nm)/SiO₂(80 nm)로 구성된 최적화된 ZCS 구조는 탁월한 성능을 보이며, 높은 가시광 투명도(최대 94.8%, 평균 86.3%), 낮은 시트 저항(∼10 Ω/sq 이하), 그리고 빠른 열 응답을 달성하였다. 히터는 발열 소자의 평면 구조(planar structure)로 인해 약 200 °C의 높은 온도에서 장시간 구동 및 반복적인 on-off 사이클링 동안 우수한 안정성을 나타낸다. 이러한 현저한 열안정성은 네트워크 구조의 Cu 나노와이어로 구성된 TH의 성능을 크게 초과하며, 이들은 90 °C 미만에서 실패한다. 바이어스 전압 스위핑(bias voltage sweeping) 조건에서 8 nm 두께의 Cu 층을 포함하는 ZCS TH는 국소적인 공극(void) 형성으로 시작하여, 전면적 고상 탈습(solid-state dewetting)과 Cu 층의 응집(agglomeration)으로 진행되는 점진적이면서 비가역적인 구조 열화가 나타나며, 최종적으로 약 330 °C에서 고장난다. 이러한 결과는 ZCS 히터가 까다로운 환경에서 고성능 투명 가열을 위한 다재다능하고 비용 효율적인 대안임을 입증하며, 더 나아가 구조적 향상을 위한 경로를 제시한다.

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