用Zn掺杂和热处理改善SnS薄膜的电学特性

用质量比为1%∶0.2%(质量分数)的Sn、S混合粉末在玻璃衬底上热蒸发沉积SnS薄膜,氮气保护下对薄膜进行350℃、40min热处理后,得到简单正交晶系SnS多晶薄膜,薄膜的电阻率为103Ω.cm,选择2%和4%(质量分数)的Zn掺杂来改善SnS薄膜的导电性。研究表明,SnS∶Zn薄膜最有效的热处理条件为300℃、40min,掺Zn后薄膜的物相结构转为简单正交和面心正交晶系混合相,SnS∶Zn薄膜(2%和4%(质量分数))的电阻率在1.8528×10-3～4.944×10-4Ω.cm之间,导电类型为N型。薄膜中Sn和S分别呈+2和-2价,Zn显示+2价,以间隙和替位两种状态存在于SnS中,对薄膜导电性起改善作用的是间隙态的Zn离子。     

Pr掺杂ZnTe薄膜的结构及光学特性

利用真空蒸发的方法制备ZnTe多晶薄膜.并采用双源法对薄膜进行了稀土元素Pr的掺杂.用XRD、紫外可见分光光度仪、冷热探针对薄膜的性质进行了表征.结果表明,当原子配比Zn:Te:1:0.7,热处理温度T=500℃时,可制备较理想的ZnTe多晶薄膜.稀土Pr掺杂并未改变样品的物相结构,但使薄膜光吸收增大而光学带隙增大.     

两步法制备SnS光电薄膜及其性能

用两步法在ITO玻璃基片上制备SnS薄膜,即先在ITO玻璃基片上热蒸发一层Sn膜,然后在一定的温度和时间下在真空系统中进行硫化.在优化工艺条件下制备出附着力好的薄膜,通过扫描电子显微镜、X射线衍射、分光光度计等手段观察和分析测试,表明该薄膜是正交结构的SnS,薄膜表面致密,颗粒大小均匀.根据薄膜的反射光谱和透射光谱,计算得到其在吸收边的吸收系数α>5×104cm-1,直接带隙Eg=1.48eV,适合于作为太阳能电池的吸收层材料.     

热蒸发法制备SnS薄膜及其表征

用热蒸发技术在ITO玻璃基片上沉积SnS薄膜.通过对该薄膜进行结构、成分和表面形貌分析,表明它是具有正交结构的SnS多晶薄膜;相对于恒电流电沉积法制备的SnS薄膜来说,该薄膜颗粒更细,粒径在(60～100) nm,并且它的均匀性和对基片的附着力也更好.通过测量薄膜样品的反射和透射光谱,得到其直接禁带宽度Eg=1.34 eV,在基本吸收边附近的吸收系数大于2×104 cm-1.该薄膜的导电类型为p型,电阻率的数量级为10-2 Ω·cm.因此,用热蒸发技术制备出的SnS薄膜的质量和性能都比较理想,该薄膜非常适合做太阳能电池的吸收层.     

SnS_2纳米薄膜的制备及结构和光学特性

采用真空热蒸发法,在玻璃衬底上制备纳米SnS2薄膜。研究不同Sn和S配比及不同热处理条件对薄膜性能的影响。实验给出采用Sn∶S=1∶1.5摩尔比混合粉末制备的薄膜,经T=430℃,t=40min氮气保护热处理可获得性能良好的SnS2纳米多晶薄膜。薄膜呈n型、表面结构较致密,平均晶粒尺寸为77nm,直接光学带隙约为2.02eV。     

掺Zn改善SnS2光电薄膜的性能

热蒸发制备Zn掺杂SnS2薄膜,研究不同Zn含量及热处理条件对薄膜的物相结构、表面形貌和光电性能的影响。实验给出用Sn∶S=1∶1.08(wt)混合粉末沉积的薄膜,经380℃、15min热处理后得到简单正交晶系的SnS2薄膜;9(wt%)掺Zn后的薄膜热处理条件为370℃、20min。Sn、S和Zn分别以正4价、负2价和正2价存在于薄膜中。SnS2薄膜的直接光学带隙为2.12eV,掺Zn后为2.07eV;薄膜的电阻率从未掺Zn时的4.97×102Ω.cm降低到2.0Ω.cm,下降了两个数量级,所有SnS2薄膜导电类型均为N型。     

硼掺杂四面体非晶碳薄膜的光学特性研究

采用过滤阴极真空电弧技术制备了不同硼含量的掺杂四面体非晶碳薄膜(ta-C:B)。使用椭偏仪和紫外-可见光分度计测试了薄膜的折射率、消光系数、透过率和反射率。结果表明,硼含量小于2.13%时,硼含量增加,薄膜折射率缓慢增大;消光系数基本保持不变。当硼含量继续增加到3.51%和6.04%时,折射率分别迅速增加至2.65和2.71,相应的消光系数增大至0.092和0.154;而薄膜的光学带隙从2.29eV缓慢减小至1.97eV,后又迅速降至1.27eV。同时ta-C:B膜的透过率逐渐减小,反射率逐渐增大,表明硼的掺入降低了薄膜的透光性能。ta-C:B膜光学性能的变化,除了与sp3杂化碳的含量有关外,还取决于薄膜中sp2杂化碳的空间分布特点。     

Al掺杂ZnO薄膜的微结构及光学特性研究

采用射频磁控溅射方法在玻璃衬底上制备出不同Al掺杂量的ZnO(AZO)薄膜。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致荧光发光(PL)等系统研究了不同Al掺杂量对ZnO薄膜的结晶性能、表面形貌和光学特性等的影响。结果显示,随着Al掺杂量的增加,薄膜的(002)衍射峰先增强后减弱,同时出现了(100)、(101)和(110)衍射峰,表明我们制备的AZO薄膜为多晶纤锌矿结构,适量的Al掺杂可提高ZnO薄膜的结晶质量,然而AZO薄膜的表面平整、晶粒致密均匀。薄膜在紫外-可见光范围的透过率超过90%,同时随着Al掺杂量的增加,薄膜的光学带隙值先增大,后减小。这与采用量子限域模型对薄膜的光学带隙作出相应的理论计算所得结果的变化趋势完全一致。     

Co掺杂量对ZnO薄膜结构及光学特性的影响

采用脉冲激光沉积法(PLD)在SiO2村底上成功制备了具有c轴择优生长特性的Zn1-xCoxO(x=0.05、0.1、0.2、0.3)系列薄膜.通过X射线衍射和能谱仪研究了Co掺杂量对薄膜晶体结构和成分的影响;同时利用光致发光谱(PL)和透过率研究了薄膜的光学特性.结果表明,当掺杂浓度为10%时,薄膜生长最好,c轴择优生长最为显著;Co元素的掺入改变了薄膜的紫外、绿光和蓝光发射,分析认为主要是Co元素的掺入量改变了薄膜的禁带宽度、氧错位缺陷浓度和锌填隙缺陷的浓度;Co元素掺杂浓度为5%时,薄膜的透过率超过90%.此外,探讨了不同波段光发射的可能机理.     

CuInS2薄膜的制备及光学特性

真空共蒸发在玻璃衬底上制备CuInS2薄膜.研究不同Cu、In、S元素配比、不同热处理条件对薄膜的结构、化学计量比及光学性能的影响.实验结果给出:在元素配比中S的原子比x选择极为重要(实验选0.2≤x≤2),本实验Cu、In、S最佳原子比为1:0.1:1.2.用x(Cu).x(In):x(S)=1:0.1:1.2原子比...     

脉冲激光沉积制备SnS薄膜及其光学特性的研究

利用脉冲激光沉积法在玻璃衬底上制备SnS薄膜,研究了SnS薄膜的晶体结构、表面形貌以及有关光学特性。所制备的SnS薄膜样品为斜方晶系多晶结构,在(111)晶面上有很强的择优取向性;衬底温度在100~400℃范围内,表面形貌有所区别,随着温度升高,薄膜表面分别呈现大小晶粒共存、片状颗粒、针状颗粒和锥状颗粒的形貌特征;紫外区的SnS薄膜透过率极低,可见光范围的透过率很低,近红外区的透过率较大;样品在可见区和紫外区吸收强烈,吸收系数达105cm-1量级,直接禁带宽度为1.39~1.46 eV。     

TES用超导薄膜制备及特性研究

超导转变边沿传感器(TES)是光强单位坎[德拉]量子化所需的单光子探测器,金属超导薄膜物理特性的研究是TES研究的基础.采用不同电源功率磁控溅射制备高纯Al、Ti超导纳米薄膜,分析其薄膜生长速率随气压和功率的变化.利用表面应力仪及电学测量仪,分析薄膜表面应力及电学特征.最后将薄膜放入商用稀释制冷机中,进行超低温测试,获...     

n型SnS热电材料的制备与性能研究

SnS由低毒、廉价、高丰度的元素组成, 在热电研究领域受到广泛关注。采用机械合金化(MA)结合放电等离子烧结(SPS)工艺制备了n型SnS_1-xCl_x(x=0, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06)多晶块体热电样品, 并研究了Cl^-掺杂量对SnS物相、微观结构以及电热输运性能的影响。结果表明: Cl^-的引入会提高电子浓度, 使SnS由本征p型转变为n型半导体。随着Cl^-掺杂量的增加, n型SnS半导体室温下的霍尔载流子浓度从6.31×10¹⁴ cm^-3 (x=0.03)增加到7.27×10¹⁵cm^-3 (x=0.06)。x=0.05样品在823 K取得最大的电导率为408 S·m^-1, 同时具有较高的泽贝克系数为-553 μV•K^-1, 使其获得最大功率因子为1.2 μW·cm^-1·K^-2。Cl^-的掺入会引入点缺陷, 散射声子, 使晶格热导率κ_lat由0.67 W·m^-1·K^-1(x=0)降至0.5 W·m^-1·K^-1 (x=0.02)。x=0.04样品在823 K获得了最大ZT为0.17, 相比于x=0样品(ZT~0.1)提高了70%。     

Low‐Temperature Wafer‐Scale Deposition of Continuous 2D SnS2 Films

Semiconducting 2D materials, such as SnS₂, hold immense potential for many applications ranging from electronics to catalysis. However, deposition of few‐layer SnS₂ films has remained a great challenge. Herein, continuous wafer‐scale 2D SnS₂ films with accurately controlled thickness (2 to 10 monolayers) are realized by combining a new atomic layer deposition process with low‐temperature (250 °C) postdeposition annealing. Uniform coating of large‐area and 3D substrates is demonstrated owing to the unique self‐limiting growth mechanism of atomic layer deposition. Detailed characterization confirms the 1T‐type crystal structure and composition, smoothness, and continuity of the SnS₂ films. A two‐stage deposition process is also introduced to improve the texture of the films. Successful deposition of continuous, high‐quality SnS₂ films at low temperatures constitutes a crucial step toward various applications of 2D semiconductors.     

固溶体半导体Zn1-xMgxS薄膜性质研究

以ZnS、Mg粉末为原料,应用双源真空蒸镀法,在石英玻璃衬底上成功地制备了不同Mg含量x的三元固溶体半导体Zn1-xMgxS薄膜.根据薄膜的X射线能量色散谱、X射线衍射谱和紫外-可见吸收光谱,由Vegard定律得到在实验范围内不同Mg含量x的薄膜晶格常数a与x的关系可表达为a(x)＝0.53965-0.01415x(nm);薄膜的光学带隙Eg与x的关系可表达为Eg(x)=0.853x2+0.086x+3.662(eV).     

氧化锌薄膜的阴极恒电流沉积和表征

以铜片为阴极,采用恒电流法从硝酸锌溶液中电沉积出氧化锌薄膜.分别讨论了溶液浓度和温度对薄膜结构和组成的影响,结果表明,在低浓度和低温时将有金属锌析出.通过电化学交流阻抗对薄膜的结构进行了表征,分析表明氧化锌薄膜具有一种外层粗糙、内层致密的双层结构.     

A Study of the Structural, Optical and Electrical Properties of SnS Thin Films Modified by Plasma

SnS thin films were deposited by chemical bath deposition technique and treated using glow discharge 02 plasma. The pressure discharge was 3 Torr, discharge voltage of 2.5 kV and 20 mA of discharge current. The as-deposited and treated thin films were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray analysis. The photoconductivity and electrical effects of SnS have been studied. The SnS thin films had an orthorhombic crystalline structure. The optical gap changed from 1.61 to 1.84 eV due to the 02 plasma treatment. The conductivity shows a marked increase with the treatment, from 2.56×10^-6 （Ω·cm）-1 for as-deposited film until 0.10 （Ω·cm）-1 for the film treated at 180 rain. This result is a suitable range of conductivity for the improvement of the solar cell with SnS as an absorber material.     

Zn掺杂Sn2S3薄膜的特性

高纯Sn和S粉按1∶0.41%(质量分数)配比,均匀掺入9%(质量分数)的高纯Zn粉,单源共蒸发沉积薄膜后再进行热处理,得到Sn2S3∶Zn薄膜。XRD分析显示,380℃,55min热处理得到简单正交晶系的纯Sn2S3薄膜。掺Zn 9%(质量分数)的薄膜经370℃热处理15min得到的薄膜仍属简单正交晶系。掺Zn后Sn2S3薄膜的表面均匀和致密性变好,平均晶粒尺寸从未掺Zn时的35.69nm增加到58.80nm。Sn2S3薄膜的导电类型均为N型,掺Zn后薄膜的电阻率为60.5(Ω·cm),比未掺杂时降低1个数量级。Sn2S3薄膜的直接光学带隙为1.85eV,本征吸收边为551nm;Sn2S3∶Zn 9%(质量分数)薄膜的光学带隙1.41eV,本征吸收边873nm发生红移,Sn2S3薄膜的光吸收系数均达到105cm-1。