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溅射功率对脉冲磁控溅射沉积Cu2O薄膜结构和光学性能的影响

自兴发 , 杨雯 , 杨培志 , 彭柳军 , 邓双 , 宋肇宁

人工晶体学报

利用脉冲磁控溅射制备技术,采用单质金属铜靶作为溅射靶,在氧气(O2)和氩气(Ar)的混合气氛下,在石英玻璃衬底上制备了Cu2O薄膜.研究了溅射功率对脉冲反应磁控溅射沉积法在室温下对生长Cu2O薄膜结构、表面形貌及光学性能的影响.结果表明,在O2、Ar流量比(O2/Ar)为30∶80的气氛条件下,在60~90 W的溅射功率范围内可获得< 111>取向的Cu2O薄膜;薄膜的表面粗糙度的均方根值随溅射功率的增加而增大;薄膜的光谱吸收范围为300 ~670 nm,不同溅射功率下制备的薄膜均在430 nm附近出现明显的带边吸收,其光学带隙(Eg)在2.15~2.53 eV之间变化.

关键词: Cu2O薄膜 , 溅射功率 , 表面粗糙度 , 光学带隙

衬底温度对Cu2O薄膜结构和性能的影响

董国波 , 张铭 , 王玫 , 李英姿 , 李朝荣 , 李华 , 黄安平 , 严辉

人工晶体学报

采用射频磁控溅射技术在石英衬底上制备了Cu2O薄膜.系统研究了衬底温度对薄膜结构、光学和电学性能的影响.XRD的结果显示,在所有衬底温度条件下均可得到单相的Cu2O结构,而且随着衬底温度由500 K升至800 K,薄膜表现出(111)择优取向的生长特点.电学和光学测试结果表明,室温电导率和光学带隙随着衬底温度的升高而增加,800 K制备的薄膜的带隙值最高约为2.58 eV.

关键词: Cu2O薄膜 , 电导率 , 光学带隙 , 衬底温度

Cl掺杂对氧化亚铜薄膜载流子浓度及寿命的影响

文思逸 , 邹苑庄 , 胡飞 , 文圆

人工晶体学报

采用三电极体系在硫酸铜-乳酸体系的中电化学沉积法制备Cl∶ Cu2O薄膜,通过光电流(l-t)测试、莫特-肖特基(M-s)曲线测试、光电压衰减测试(V-t),研究Cl离子掺杂对氧化亚铜薄膜性能产生的影响.结果表明当pH值为8.5时,可以获得n型氧化亚铜.随着CuCl2的加入,氧化亚铜薄膜的光电流密度先上升后下降.莫特-肖特基曲线测试的载流子浓度与光电流密度的趋势一致,当CuCl2为40 mmol/L时达到最高值,光电流密度为0.11 mA/cm2(较纯氧化亚铜提高了247.6%),载流子浓度为3.58×1019 cm-3(较纯氧化亚铜的载流子浓度提高了2457%).将光电压衰减测试结果进行拟合后发现在40 mmol/L CuCl2溶液中得到的薄膜,其载流子的半衰期提高到了8.92s,说明较纯氧化亚铜薄膜的光稳定性大大提高了.

关键词: 电化学掺杂 , Cu2O薄膜 , 载流子浓度 , 光稳定性 , 载流子寿命

氧氩比及基底温度对脉冲磁控溅射Cu2O薄膜结构和光学性能的影响

自兴发 , 杨雯 , 杨培志 , 段良飞 , 张力元

人工晶体学报

利用脉冲磁控溅射制备技术,采用单质金属铜靶作为溅射靶,在氧气(O2)和氩气(Ar)的混合气氛下在石英玻璃基底上制备Cu2O薄膜,研究了O2和Ar流量比(O2/Ar)及基底湿度对沉积的Cu2O薄膜结构、表面形貌及光学性能的影响.结果表明:在O2/Ar为30∶80的气氛条件下,基底温度在室温(RT)和100℃时均可获得单相的Cu2O< 111>薄膜;薄膜表面致密、颗粒呈球状,粗糙度的均方根(RMS)值随基底温度增加而增大;薄膜的光谱吸收范围为300~ 650 nm,紫外区吸收较强,可见光区吸收强度较弱,吸收强度随基底温度的增加而增强,光学带隙(Eg)随基底温度的增加而减小.

关键词: 脉冲磁控溅射 , Cu2O薄膜 , 氧氩比 , 基底温度 , 光学特性

Cu2O薄膜的电化学沉积和生长机理研究

赵文燕 , 田传进 , 汪长安 , 谢志鹏 , 杨海滨 , 付乌有

人工晶体学报

采用酸性醋酸铜体系,在透明导电玻璃(ITO)上恒电位沉积Cu2O薄膜,研究阴极还原Cu2O的电化学行为,利用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(SEM)分析了Cu2O薄膜的微观结构和表面形貌,通过控制电沉积时间,研究Cu2O薄膜的表面形貌变化规律,讨论了Cu2O的生长机理.

关键词: Cu2O薄膜 , 电化学沉积 , 生长机理

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