脉冲激光沉积法制备氧化亚铜薄膜的性质调控

发布时间：2023-01-15 08:06

　　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... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 Cu_2O薄膜的性质与应用
        1.2.1 Cu_2O的基本性质
        1.2.2 Cu_2O的应用
    1.3 Cu_2O薄膜的研究进展
    1.4 本文主要内容
第二章 实验设备与测试方法
    2.1 主要实验设备
        2.1.1 脉冲激光沉积
        2.1.2 等离子体处理设备
        2.1.3 退火设备
    2.2 薄膜测试方法
        2.2.1 X射线衍射(XRD)测试方法
        2.2.2 拉曼光谱(Raman Spectra)测试方法
        2.2.3 原子力显微镜(AFM)测试
        2.2.4 X射线光电子能谱(XPS)测试
        2.2.5 光学性质测试
        2.2.6 电学性质测试
第三章 氮等离子体处理对Cu_2O薄膜性质的影响
    3.1 Cu_2O薄膜的制备及氮等离子体处理工艺
    3.2 氮等离子体处理对Cu_2O薄膜物相、结构和形貌的影响
    3.3 氮等离子体处理对Cu_2O薄膜成分的影响
    3.4 氮等离子体处理对Cu_2O薄膜光学性质的影响
    3.5 氮等离子体处理对Cu_2O薄膜电学性质的影响
    3.6 本章小结
第四章 真空退火处理对Cu_2O薄膜性质的影响
    4.1 Cu_2O薄膜的制备及真空退火处理工艺
    4.2 真空退火处理对Cu_2O薄膜结构和形貌的影响
    4.3 真空退火处理对Cu_2O薄膜成分的影响
    4.4 真空退火处理对Cu_2O薄膜光学性质的影响
    4.5 真空退火处理对Cu_2O薄膜电学性能的影响
    4.6 本章小结
第五章 Zn掺杂对Cu_2O薄膜性质的影响
    5.1 Zn掺杂Cu_2O薄膜的制备
    5.2 Zn掺杂对Cu_2O薄膜物相和成分的影响
    5.3 Zn掺杂对Cu_2O薄膜光学性质的影响
    5.4 Zn掺杂对Cu_2O薄膜电学性能的影响
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文情况
Paper 1
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3730830