氮化铜的掺杂制备及其光电应用研究

发布时间：2021-04-17 10:17

　　本文主要采用磁控溅射的方法研究了过渡金属掺杂氮化铜的制备和光电性能以及器件的应用。首先研究了金属Sc掺杂氮化铜薄膜的热稳定性和光学性能的影响,有效的改良了薄膜的热稳定性和调节光学带隙。然后进一步研究了氮化铜光电学性能的应用,发现金属Mo掺杂氮化铜提高了薄膜的光电响应性能,应用于新型的光电探测器。最后基于Mn掺杂的氮化铜薄膜可以应用于锂电池负极材料,提高了基于纯氮化铜作为锂电池负极材料的稳定性。本文主要包括以下三个方面:室温下采用反应磁控溅射仪器制备Sc掺杂氮化铜薄膜主要沿（111）面生长,Sc掺杂薄膜导致晶体颗粒尺寸变小且薄膜表面变得更加致密。Sc原子掺杂浓度为1.3%时的薄膜热稳定性最佳,随着Sc原子掺杂含量的增多,薄膜带隙先是从1.24 e V增加至1.45 e V,随后又降至1.16 e V。表明Sc掺杂氮化铜可以改变物质的晶体结构、热学稳定性和光学特性。为了探究氮化铜薄膜在光电性能应用的研究,我们采用直流和射频磁控溅射方法成功制备了金属钼掺杂氮化铜薄膜。分析结果表明:纯氮化铜主要沿（111）面择优生长,是典型的反三氧化铼立方晶体结构。随着钼原子掺杂含量的增加,氮化铜的（111）... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

氮化铜晶体结构图

化铜的性能和应用，研究人员主要从实验和理论两大方面深理论计算方法得到的氮化铜具有大不相同的物理特性。理论函理论研究了氮化铜和外来元素掺杂氮化铜薄膜后晶体结构[11-13]。实验中已经发现很多种不同的制备氮化铜薄膜的方法，最人员首次成功制备晶体氮化铜[14]，他们在氮气环境下采用高，此后便展开了对氮化铜制备和性能等方面的研究和报道。T生长的方法制备获得氮化铜晶体，晶体的择优面主要沿着（1迄今为止，研究人员发现的氮化铜的制备方法已有很多，不的薄膜。离子辅助沉积薄膜是利用的蒸发电子束，用具有一击基底表面来获得所需沉积的薄膜，是一种非常常见的化学气 等人利用离子辅助沉积法制备的氮化铜薄膜的示意图，采用 使用直径为 60 mm 的考夫曼型的宽离子束源来产生氮离子，表面得到氮化铜薄膜，并提出了将氮化铜在存储器件中作为光

.3 基底温度固定为 100 ℃、总压强为 5 mTorr 时不同氮气分压下的 XR及掺杂应用研究于晶体体心空位结构、较高电阻率，低的热分解温度和可调和应用于各个领域。下面介绍的是氮化铜薄膜和掺杂氮化铜环境、实验条件参数和外来元素掺杂后在不同领域发展和应用膜的应用研究进展用十年代，Asano 等人第一次采用离子辅助沉积法成功制备出储器，研究证明了外界环境的湿度对氮化铜薄膜的光学性质几膜表面可以清楚的扫描到记录点，为氮化铜之后在光存储器

【参考文献】：
期刊论文
[1]Preparation, structure, properties, and application of copper nitride （Cu3N） thin films: A review[J]. Aihua Jiang,Meng Qi,Jianrong Xiao.  Journal of Materials Science & Technology. 2018(09)
[2]Improving the Thermal Stability of Cu3N Films by Addition of Mn[J]. Xiaoyan Fan,Zhenjiang Li,Alan Meng,Chun Li,Zhiguo Wu,Pengxun Yan.  Journal of Materials Science & Technology. 2015(08)
[3]氮化铜薄膜作为锂离子电池的负极材料[J]. 刘震,吴锋.  电源技术. 2008(03)
[4]分子束外延[J]. 周子新.  半导体光电. 1984(02)

博士论文
[1]磁控溅射制备氮化铜薄膜研究[D]. 李兴鳌.华中科技大学 2007



本文编号：3143278