【摘 要】
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单源共蒸发沉积Zn掺杂Sn2S3多晶薄膜，经氮气保护对薄膜进行热处理工艺以改善薄膜的性能，研究不同比例Zn掺杂及不同衬底对Sn2S3薄膜的结构、表面形貌、化学组分及电学、光学特性
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单源共蒸发沉积Zn掺杂Sn2S3多晶薄膜，经氮气保护对薄膜进行热处理工艺以改善薄膜的性能，研究不同比例Zn掺杂及不同衬底对Sn2S3薄膜的结构、表面形貌、化学组分及电学、光学特性的影响。
XRD分析给出：用配比为Sn：S=1:0.4(wt％)的混合粉末沉积薄膜，经380℃，55min热处理后得到结晶良好的简单正交晶系Sn2S3多晶薄膜，空间群为pnam(62)。相同Sn、S配比掺Zn(9wt%)后的薄膜经370℃，15min热处理在玻璃基底和单晶硅基底上分别得到简单正交晶系的Sn2S3：Zn多晶薄膜。用谢乐公式计算出薄膜的平均晶粒尺寸分别为35.69nm(未掺杂，玻璃)，58.80nm(掺Zn，玻璃)，59.59nm(掺Zn，单晶硅)，掺Zn后平均晶粒尺寸增大。原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)显示：薄膜表面颗粒大小均匀。能谱分析(EDS)给出掺Zn(9wt%)后Sn2S3薄膜的Sn与S化学计量比由1:0.81变为1:0.41，薄膜中的S损失较多。手动轮廓仪测试给出：纯Sn2S3及Sn2S3：Zn(9wt%)薄膜的厚度分别为265nm，346nm。掺Zn后薄膜表面粗糙度平均值从41nm增到50nm。
掺Zn及硅衬底上生长薄膜可改善薄膜的导电特性，掺Zn前后的Sn2S3薄膜导电类型均为N型。玻璃衬底上掺Zn后薄膜电阻率由5.45×102Ω·cm降至6.05×101Ω·cm，硅基底的Sn2S3：Zn薄膜电阻率为1.54Ω·cm。
纯Sn2S3薄膜的直接光学带隙为1.8:5eV，9wt%掺Zn后，薄膜的光学带隙为1.41eV，Zn的掺入增强了Sn2S3薄膜对红外光的吸收，吸收系数均在105cm-1数量级。
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