雙源真空共蒸發(fā)制備稀土摻雜CdTe薄膜.pdf

1、雙源真空共蒸發(fā)在玻璃襯底上制備純的和稀土元素(Y、Gd)摻雜的CdTe薄膜,在氮?dú)獗Ｗo(hù)下對(duì)薄膜進(jìn)行不同條件熱處理,研究不同的熱處理?xiàng)l件和摻雜源蒸發(fā)電流對(duì)薄膜性能的影響。采用X射線衍射儀、原子力顯微鏡、場發(fā)射掃描電子顯微鏡及能譜分析、光電子能譜儀、雙光束紫外-可見分光光度計(jì)、臺(tái)式繁用表等對(duì)薄膜的晶相結(jié)構(gòu)、表面形貌及粗糙度、化學(xué)成分、光、電性能等進(jìn)行測試表征。
　　 實(shí)驗(yàn)給出：將 Cd、Te粉末按最佳原子比(1:0.6)混合沉積的薄

2、膜,經(jīng)400℃熱處理20min后,可獲得沿[111]晶向擇優(yōu)生長的立方閃鋅礦結(jié)構(gòu)的CdTe多晶薄膜。薄膜厚度250nm；薄膜表面平整疏松多孔,顆粒大小較均勻,平均晶粒尺寸26.88 nm,表面粗糙度為Sa=10.9nm；薄膜表面與體內(nèi)元素(Cd、Te)的化學(xué)計(jì)量比分別為1:0.9、1:1.3；薄膜的光吸收系數(shù)大,直接光學(xué)帶隙1.452eV；薄膜的導(dǎo)電類型呈 p型,電阻率10.8Ω·cm；研究表明:純CdTe薄膜的最佳熱處理?xiàng)l件為 T=4

3、00℃,t=20 min。
　　 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：稀土元素 Y、Gd摻入CdTe薄膜后,薄膜的晶相結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電類型均不變。摻Y(jié)能使CdTe薄膜的晶格常數(shù)、晶胞體積減小,而Gd的摻入則使其增大；摻入Y、Gd使得CdTe薄膜表面更加平整致密,顆粒大小勻稱；同時(shí)調(diào)整了CdTe薄膜表面和體內(nèi)元素的百分含量,使薄膜中元素的原子比更加接近于標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)計(jì)量比；并且改變了CdTe薄膜的光吸收和電阻率,Y使薄膜的吸收限向長波方向移動(dòng),發(fā)生紅移,Gd使薄膜