论文部分内容阅读
CdSe半导体材料,因其具有与太阳光谱可见光波段相匹配的禁带宽度,以及其独特的光、电和力学性能,而被广泛应用于晶体二极管、激光器件和太阳能电池等光电器件领域上。众所周知,薄膜的结晶性能(结晶结构和表面形貌)与其光电性能关系密切,而真空热蒸发技术制备的CdSe薄膜存在结晶不完整、表面较粗糙和质量较差等问题,因此本文拟采用热处理选取合理的退火温度以及退火时间对薄膜的结晶性能进行优化,从而制备出高质量的CdSe纳米晶薄膜。利用真空热蒸发技术,选择不同蒸发电流(70 A、75 A、80 A、85 A、90 A、95 A)在普通光学玻璃衬底上沉积了CdSe薄膜。X射线衍射仪(XRD)、描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)的测试结果表明,75 A蒸发电流下制备的CdSe薄膜结晶性能较好。在真空下,选取系列温度(400 ℃、450 ℃、500 ℃、600 ℃)对75 A蒸发电流下沉积的CdSe薄膜进行了退火。XRD、SEM、AFM和能谱分析(EDS)测试结果表明,在450 ℃温度下退火后的CdSe薄膜结晶质量好。在450 ℃下,选取系列保温时间(1 h、2 h、3 h、4 h、5 h)对75 A蒸发电流下沉积的CdSe薄膜进行了退火。XRD、SEM和AFM测试结果表明,在450℃下退火3 h后的CdSe薄膜结晶性能较好。此外,还在退火温度为450 ℃和保温时间为3 h的条件下,选取系列降温时间(2 h、3 h、4 h、5 h)对75 A蒸发电流下沉积的CdSe薄膜进行了退火。XRD、SEM、AFM、X射线光电子能谱(XPS)和俄歇电子能谱(AES)测试结果表明,在450 ℃温度下保温3 h和降温4 h的CdSe薄膜表面颗粒大,纯度高,分布均匀且粗糙度低,其Cd原子与Se原子之比非常接近CdSe薄膜的化学计量比1:1。说明真空热蒸发制备CdSe薄膜的最佳退火条件是:退火温度为450 ℃,保温时间为3 h,降温时间为4 h。