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氧化亚铜(Cu2O)作为一种本征p型半导体材料,具有空穴迁移率高、光学吸收系数高、制备工艺简单和储备丰富等优点,在太阳能电池、光电二极管和薄膜晶体管等领域的应用前景良好。然而,目前报道的Cu2O薄膜通常具有迁移率低、电阻率大,混有CuO相,n型Cu2O薄膜难制备等问题,制约了 Cu2O薄膜基半导体器件的发展。因此,研究Cu2O薄膜的性质调控,制备出光电性能良好的纯相n型Cu2O薄膜,对于开发高性能Cu2O薄膜基电子器件和光电器件具有重要意义。本文采用脉冲激光沉积(PLD)法制备出了高质量的Cu2O薄膜,并系统深入地研究了氮等离子体处理、真空退火处理及锌(Zn)掺杂对Cu2O薄膜物相结构、表面形貌及光电性能的影响。本论文主要的研究内容与成果如下:(1)氮等离子体处理对Cu2O薄膜的性质调控研究了氮等离子体处理时间对PLD法制备的Cu2O薄膜性质的影响,并讨论了相关内在物理机制。我们发现薄膜的晶体结构、表面形貌、薄膜成分和光电性质都受到氮等离子体处理的影响。结果表明,通过不同时间的氮等离子体处理,薄膜从纯相Cu2O变成了 Cu2O和Cu的混合相,其导电类型从p型变为n型。样品的光学带隙在2.51-2.56 eV范围内变化。特别地,当氮等离子体处理时间为10 min时,我们得到了电阻率低至20.50 Ω·cm,霍尔迁移率为3.76 cm2V-1S-1的表面光滑的纯相n型Cu2O薄膜。(2)真空退火处理对Cu2O薄膜性质的影响研究了不同真空退火温度对PLD法制备的Cu2O薄膜性质的影响。结果表明,在真空退火温度不超过300℃时,得到的都是纯相Cu2O薄膜,且薄膜的霍尔迁移率随着退火温度的升高而增大;通过一定温度的真空退火处理,Cu20薄膜会从P型变为n型;其光学带隙在2.53-2.56 eV范围内变化。当真空退火温度为300℃时,我们得到了霍尔迁移率为22.56 cm2V-1s-1,载流子浓度为5.87× 1014 cm-3的纯相n型Cu2O薄膜。当真空退火温度增加到350℃时,薄膜从纯相Cu2O变为Cu2O和Cu的混合相,薄膜的透过率出现降低。(3)Zn掺杂Cu2O薄膜的制备及其性质研究用PLD法在掺铱氧化锆(YSZ)(100)衬底上制备出了Zn掺杂的Cu2O薄膜,研究了不同Zn掺杂浓度对Cu2O薄膜物相结构和光电性能性质的影响。我们发现随着Zn掺杂浓度的增加,薄膜从纯相Cu2O变成了Cu2O和ZnO的混合相;薄膜的透过率受Zn掺杂的影响较小,在500-900波长范围内,透过率基本上达到80%及其以上;其光学带隙在2.53-2.56 eV范围内变化。由于ZnO的形成,薄膜由p型变为n型,Hall迁移率逐渐减小。