论文部分内容阅读
C<,60>薄膜作为新的半导体材料具备许多优越特性,如禁带宽度大、直接带隙、快速响应时间、高的光学损伤阈值,较宽的响应频带等,这些性能预示了C<,60>薄膜在计算机、集成光学器件、光存储器等方面具有广阔的应用前景.该文首先研究了氦气分压、弧电流大小、电极间距以及电极推进速度等实验条件对制备产率的影响;探讨了沉积速率、衬底种类、衬底表面结构以及衬底温度等实验条件与薄膜结构的关系.研究表明:在尽可能快地推进石墨棒的条件下,弧电流300A、氦气压150Torr、无氦气流时产率最高,约为15％;另外,相对较弱的表面作用、低沉积速率和高衬底温度可使薄膜生长更加有序.在此基础上,衬底采用云母片的新鲜解理面,沉积速率约10A/min左右,衬底温度约480K的条件下,制备了面心立方结构的C<,60>单晶薄膜,晶格常数14.7A.然后对C<,60>薄膜进行了掺铜研究.在与制备纯C<,60>单晶薄膜类似的条件下,制备了掺铜薄膜——Cu<,x>C<,60>(x=0.06~6).研究结果表明,薄膜掺杂后带隙变窄,由纯C<,60>薄膜的1.36eV减小到0.44eV;电导率升高了8个量级;而同一样品的光隙则比带隙大很多;掺杂薄膜的光吸收区变宽,在可见光区域出现一新的宽大吸收峰.最后再结合X光电子能谱初步讨论了Cu<,x>C<,60>的能级结构.