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溅射功率对脉冲磁控溅射沉积Cu2O薄膜结构和光学性能的影响

自兴发 , 杨雯 , 杨培志 , 彭柳军 , 邓双 , 宋肇宁

人工晶体学报

利用脉冲磁控溅射制备技术,采用单质金属铜靶作为溅射靶,在氧气(O2)和氩气(Ar)的混合气氛下,在石英玻璃衬底上制备了Cu2O薄膜.研究了溅射功率对脉冲反应磁控溅射沉积法在室温下对生长Cu2O薄膜结构、表面形貌及光学性能的影响.结果表明,在O2、Ar流量比(O2/Ar)为30∶80的气氛条件下,在60~90 W的溅射功率范围内可获得< 111>取向的Cu2O薄膜;薄膜的表面粗糙度的均方根值随溅射功率的增加而增大;薄膜的光谱吸收范围为300 ~670 nm,不同溅射功率下制备的薄膜均在430 nm附近出现明显的带边吸收,其光学带隙(Eg)在2.15~2.53 eV之间变化.

关键词: Cu2O薄膜 , 溅射功率 , 表面粗糙度 , 光学带隙

Cl掺杂对氧化亚铜薄膜载流子浓度及寿命的影响

文思逸 , 邹苑庄 , 胡飞 , 文圆

人工晶体学报

采用三电极体系在硫酸铜-乳酸体系的中电化学沉积法制备Cl∶ Cu2O薄膜,通过光电流(l-t)测试、莫特-肖特基(M-s)曲线测试、光电压衰减测试(V-t),研究Cl离子掺杂对氧化亚铜薄膜性能产生的影响.结果表明当pH值为8.5时,可以获得n型氧化亚铜.随着CuCl2的加入,氧化亚铜薄膜的光电流密度先上升后下降.莫特-肖特基曲线测试的载流子浓度与光电流密度的趋势一致,当CuCl2为40 mmol/L时达到最高值,光电流密度为0.11 mA/cm2(较纯氧化亚铜提高了247.6%),载流子浓度为3.58×1019 cm-3(较纯氧化亚铜的载流子浓度提高了2457%).将光电压衰减测试结果进行拟合后发现在40 mmol/L CuCl2溶液中得到的薄膜,其载流子的半衰期提高到了8.92s,说明较纯氧化亚铜薄膜的光稳定性大大提高了.

关键词: 电化学掺杂 , Cu2O薄膜 , 载流子浓度 , 光稳定性 , 载流子寿命

氧氩比及基底温度对脉冲磁控溅射Cu2O薄膜结构和光学性能的影响

自兴发 , 杨雯 , 杨培志 , 段良飞 , 张力元

人工晶体学报

利用脉冲磁控溅射制备技术,采用单质金属铜靶作为溅射靶,在氧气(O2)和氩气(Ar)的混合气氛下在石英玻璃基底上制备Cu2O薄膜,研究了O2和Ar流量比(O2/Ar)及基底湿度对沉积的Cu2O薄膜结构、表面形貌及光学性能的影响.结果表明:在O2/Ar为30∶80的气氛条件下,基底温度在室温(RT)和100℃时均可获得单相的Cu2O< 111>薄膜;薄膜表面致密、颗粒呈球状,粗糙度的均方根(RMS)值随基底温度增加而增大;薄膜的光谱吸收范围为300~ 650 nm,紫外区吸收较强,可见光区吸收强度较弱,吸收强度随基底温度的增加而增强,光学带隙(Eg)随基底温度的增加而减小.

关键词: 脉冲磁控溅射 , Cu2O薄膜 , 氧氩比 , 基底温度 , 光学特性

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