P型铜铁矿结构氧化物半导体CuFeO 2 的制备与性能研究

发布时间：2022-01-15 13:36

　　透明导电氧化物由于具有较高的光学透射性能和良好的导电性,在液晶显示面板、太阳能电池、光电探测器等领域得到广泛应用。但目前能够制备的透明导电氧化物材料大多是n型半导体,制备p型半导体材料较为困难。本文基于化学价带修饰理论,采用磁控溅射的方法制备了p型CuFeO₂薄膜材料,研究了不同因素对薄膜结构和光电性能的影响,用水热法制备了p型CuFeO₂粉体,研究了Ca和Ni离子掺杂对CuFeO₂粉体的结构和光电化学性能的影响。利用射频磁控溅射法在石英衬底上制备出非晶Cu-Fe-O薄膜,900°C在N₂氛围下退火后可得到纯相3R-CuFeO₂薄膜。研究了薄膜在氧流量分别为0%、2%、6%、9%条件下磁控溅射制备CuFeO₂薄膜的结构和光电性能。XRD结果表明薄膜在低氧条件下出现Cu₂O杂相,拉曼光谱分析证实薄膜中氧缺陷的存在。紫外可见透射光谱测试显示随着氧流量从0%增加至9%,薄膜在可见光区域的透过率逐渐增强,沉积时间20 min时,在波长600 ... 

【文章来源】：武汉工程大学湖北省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同结构的CuFeO2/ZnO薄膜

图 2-1FJL-560 型磁控与离子束复合溅射沉积系统）真空及加热系统：真空腔体由溅射靶材、屏蔽罩、挡板、衬底加热炉及观察窗组成，靶材和基片之间的距离 40-80 m，基片加热温度 0-500°C 可调。）输气及抽气系统：Ar（99.9%）和氧气（99.99%）由气体制进入真空反应腔体，其中气体流量计是由北京堀场汇博隆有限公司生产的 MT-50 系列流量显示仪，抽气系统是由前泵和分子泵组成的，其极限真空可达到 6.67×10-5Pa（经烘），其中机械泵是由北京北仪优成真空技术有限公司生-36 型直联旋片式真空泵，分子泵是北京中科科仪生60/620C 型复合式分子泵。）溅射系统：根据所选用的电源不同，磁控溅射可以分为直射频溅射，其中直流溅射电源是苏州环亚电子所生产的直流

辉光放电区（产生大面积辉光等离子体），弧光放电区（产生高密度弧光等离子体），其中磁控溅射工作区域是采用的异常辉光放电区，因为只有在这一区域内电流可以通过电压的调节来控制。由帕邢定律 U=BPd/ln[APd/ln(1+1/γ)]，其中式中 A 和 B 在一定 E/P 范围内是常数。 γ 为离子撞击阴极时所发生的电子发射的过程系数，所以击穿电压只与气压和靶材到基底之间的间距有关，所以通过减小靶基距，增大溅射气压，有利于辉光放电的产生。

【参考文献】：
期刊论文
[1]半导体电极的平带电位[J]. 崔晓莉.  化学通报. 2017(12)

博士论文
[1]p型透明导电氧化物CuAlO2薄膜的制备与性能研究[D]. 兰伟.兰州大学 2007

硕士论文
[1]金属改性TiO2纳米管阵列光电催化还原Cr（Ⅵ）的研究[D]. 吴梦瑶.哈尔滨工程大学 2015
[2]p型CuAlO2薄膜的制备与性能表征[D]. 方敏.浙江大学 2011
[3]p型铜铁矿结构透明氧化物半导体的制备与性能研究[D]. 赵学平.北京工业大学 2009



本文编号：3590708