ZnTe（ZnTe：Cu）多晶薄膜的XPS研究

用共蒸发法在室温下制备了ZnTe及ZnTe：Cu多晶薄膜，测量了电导率温度曲线，发现不掺杂的ZnTe薄膜的暗电导随温度的增加而线形增加，呈常规的半导体材料特征；掺Cu的ZnTe薄膜在温度较低时，lnσ随温度升高而缓慢增加，随后缓慢降低，达到一极小值，当温度继续升高时又陡然增加，呈现异常现象。用XPS研究了N2气氛下退火前后表面状态，发现不掺Cu的ZnTe薄膜呈现富Te现象。掺Cu后Te氧化明显，以ZnTe形式存在的Te明显减少；ZnTe：Cu薄膜中Zn的含量在退火前后变化明显，退火前，Zn主要以ZnTe形式存在，退火后Zn原子向表面扩散，使表面成分更加均匀，谱峰变宽；退火时，部分Cu原子进入晶格形成CuxTe相，引起载流子浓度变化，导致ZnTe：Cu多晶薄膜的电导温度关系异常。     

沉积条件对ZnTe/ZnTe:Cu薄膜结构及CdTe电池性能的影响

用共蒸发法沉积了ZnTe/ZnTe:Cu复合多晶薄膜,通过XRD,XPS,C-V,I-V等研究了沉积温度对薄膜结构、Cu浓度分布及电池性能的影响.结果表明,沉积温度对薄膜的结构影响不明显,薄膜呈立方相,经185 ℃退火后出现了六方相.对薄膜的剖析发现,Cu浓度分布呈现先上升到一极大值而后快速下降的趋势, 100 ℃沉积的ZnTe/ZnTe:Cu薄膜,ZnTe层起到了阻止Cu扩散作用,用这种薄膜制作的太阳电池X_D较大 关键词： ZnTe多晶薄膜 沉积温度 薄膜结构 器件性能     

CdTe薄膜太阳电池背接触的研究

用近空间升华法制备了CdTe多晶薄膜，用硝酸-磷酸(NP)混合液对薄膜表面进行了腐蚀.经SEM观测，腐蚀后的CdTe薄膜晶界变宽，XRD测试发现，经NP腐蚀后，在CdTe薄膜表面生成了一层高电导的富Te层.在腐蚀后的CdTe薄膜上分别制备了Cu，Cu/ZnTe：Cu，ZnTe：Cu，ZnTe/ZnTe：Cu四种背接触层，比较了它们对太阳电池性能的影响.结果表明，用ZnTe/ZnTe：Cu复合层作为背接触层的效果较好，获得了面积为0.5cm²，转换效率为13.38%的CdTe多晶薄膜太 关键词： 硝磷酸腐蚀 背接触层 CdTe太阳电池     

CdTe太阳电池背接触层的XPS研究

采用共蒸发法在不同条件下制备了ZnTe和ZnTe∶Cu多晶薄膜,通过XRD和XPS研究了它们的结构和各元素的浓度分布。结果表明,不同衬底温度下沉积的薄膜,结构无明显变化,利用XPS溅射剖析获得了薄膜中各成分浓度随溅射时间变化的分布图,发现不同条件下制备的薄膜,溅射速率不同,各成分随溅射时间的变化也不相同。薄膜中Cu的浓度随溅射时间增加而快速增加,并达到一极大值,然后快速下降。根据Cu浓度的变化研究了ZnTe层对Cu原子的阻挡作用,通过对Cu浓度随时间变化分布图的比较,作者认为,用70 ℃制备ZnTe,而后在常温下制备ZnTe∶Cu的复合膜作为CdTe太阳电池的背接触层,能有效阻挡Cu原子的扩散,提高电池效率。     

用光电子能谱研究CdTe太阳电池的背接触特性

CdTe太阳电池的背电极须采用高功函数金属。通过采用光电子能谱(XPS)分析了高功函数金属Au和Ni分别作为背电极的CdTe太阳电池背接触特性,发现在背电极剥离后,Au在ZnTe/ZnTe∶Cu背接触层表面以Au单质形式存在,扩散深度较浅;Ni扩散到ZnTe/ZnTe∶Cu复合层的深度比Au大,且大多呈离子态,与ZnTe/ZnTe∶Cu复合层中的富Te离子形成Ni_xTe,提高了掺杂浓度,使电池性能获得改善。在两样品中还发现,不论是Te的峰还是Zn的峰,其峰的位移变化都很小,说明两样品中Te和Zn的存在形式没有发生变化。     

Zn空位及Cu掺杂对ZnTe电子结构及光学性质的影响

利用基于密度泛函理论框架下的平面波赝势法和广义梯度近似,计算分析了ZnTe结构本体、掺入杂质Cu(Zn0.875Cu0.125Te)及Zn空位(Zn0.875Te)体系的晶格常数及缺陷形成能,得到了不同体系的态密度、能带结构、集居数、介电函数、损失函数、吸收光谱、光电导率、复折射率及反射率。结果表明,掺杂Cu和Zn空位对ZnTe的晶胞参数、能带结构以及光学性质都产生了一定程度的影响。由于空位及杂质能级的引入,缺陷体系体积减小,晶胞参数也产生了一定的改变,同时缺陷体系禁带宽度减小并给受主能级价带顶提供n型电导性;此外,缺陷体系吸收光谱产生红移,电子在可见光区的跃迁明显增强并出现介电峰,改善了ZnTe的光学性质。     

高浓度Er/Yb共掺ZnO薄膜的结构及室温光致发光特性

采用射频磁控溅射方法制备了Er/Yb共掺ZnO薄膜,研究了退火处理对高浓度Er/Yb共掺ZnO薄膜的结构演化和光致发光(PL)特性的影响。X射线衍射分析结果表明:Er/Yb掺杂导致ZnO薄膜的晶粒细化及择优取向性消失,ZnO晶粒随退火温度的增加而逐渐长大。900℃退火时,出现Er3 、Yb3 偏析,退火温度高于1000℃时,薄膜与基体间发生了界面反应,1200℃时,ZnO完全转变为Zn2SiO4相。光致发光测量结果表明:高于900℃退火处理后,Er/Yb共掺ZnO薄膜在1540 nm附近具有明显的光致发光,发光强度在退火温度为1050℃时达到最大值;光致发光光谱呈现典型的晶体基质中Er3 离子发光光谱所具有的明锐多峰结构特征。此外,探讨了薄膜结构演化及其对光致发光光谱的影响。     

退火对多晶ZnO薄膜结构与发光特性的影响

用射频反应溅射法在Si（111）衬底上制备了C轴取向的多晶ZnO薄膜，通过不同温度的退火处理，研究了退火对多晶ZnO薄膜结构和发光特性的影响.由x射线衍射得知，随退火温度的升高，晶粒逐渐变大，薄膜中压应力由大变小至出现张应力.光致发光测量发现，样品在430nm附近有一光致发光峰, 峰的强度随退火温度升高而减弱，联合样品电阻率随退火温度升高而逐渐变大的测量及能级图，推测出ZnO薄膜中的蓝光发射主要来源于锌填隙原子缺陷能级与价带顶能级间的跃迁. 关键词： ZnO薄膜 退火 光致发光 射频反应溅射     

ZnTe/GaSb结构的X射线三轴晶散射和晶体截断杆研究

用X射线三轴晶散射和晶体截断杆扫描研究了不同工艺条件下分子束外延生长的ZnTe/GaSb结构．X射线晶体截断扫描显示，从衬底表面清洁温度到生长温度退火过程中采用Zn气氛的样品具有清晰的干涉条纹，而在Te气氛下退火则晶体截断扫描没有干涉条纹．在倒易点004，115附近X射线散射的二维强度分布图显示，两种条件下生长样品的晶格失配应力都没有弛豫．二维等强度分布图和沿［110］方向的扫描，都显示在Te气氛下生长的膜具有较强的漫散射，并且分布较宽．这种漫散射来源于界面相Ga₂Te_{3< 关键词：}     

掺铒GaN薄膜的背散射/沟道分析和光致发光研究

采用背散射（RBS）/沟道（channeling）分析和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）研究了掺铒G aN薄膜的晶体结构和光致发光（PL）特性.背散射/沟道分析结果表明：随退火温度的升高， 薄膜中辐照损伤减少；但当退火温度达到1000℃，薄膜中的缺陷又明显增加.Er浓度随注入 深度呈现高斯分布.通过沿GaN的<0001>轴方向的沟道分析，对于900℃，30min退火的GaN:Er 样品，Er在晶格中的替位率约76％.光谱研究表明：随退火温度的升高，室温下样品的红外P L峰强度增加；但是当退火温度达到100 关键词： GaN Er 离子束分析 光致发光     

牺牲Ni退火对硅衬底GaN基发光二极管p型接触影响的研究

本文通过在硅衬底发光二极管(LED)薄膜p-GaN表面蒸发不同厚度的Ni覆盖层,将其在N₂ ∶O₂=4 ∶1的气氛中、400℃—750℃的温度范围内进行退火,在去掉薄膜表面Ni覆盖层之后制备Pt/p-GaN欧姆接触层.实验结果表明:退火温度和Ni覆盖层厚度均对硅衬底GaN基LED薄膜p型欧姆接触有重要影响,Ni覆盖退火能够显著降低p型层中Mg受主的激活温度.经牺牲Ni退火后,p型比接触电阻率随退火温度的升高呈先变小后变大的规律,随Ni覆盖层厚度的增加呈先变小后变 关键词： 氮化镓 发光二极管 牺牲Ni退火 p型接触     

反应离子刻蚀ZnTe的THz辐射和探测研究

运用电光采样技术揭示了反应离子刻蚀（RIE）ZnTe晶体表面THz辐射的光学整流产生机制， 观察到0.25 ps的THz场分布.通过比较刻蚀前后以及不同刻蚀条件下ZnTe样品在不同激发功 率下的THz辐射强度，发现由于反应离子刻蚀破坏了ZnTe样品表面的有序性，晶体的电光系 数随射频功率的增加而减小.借助于计算不同刻蚀条件下ZnTe晶体的频率响应函数，分析了 随射频功率增加ZnTe晶体响应频谱展宽的现象. 关键词： THz辐射 反应离子刻蚀 ZnTe     

高压下ZnTe的电子结构和光电性质

应用第一性原理平面波赝势计算方法,研究了闪锌矿ZnTe晶体在外界压力下的电子结构和光电性质,并计算了介电函数和光学吸收系数随压力的变化情况。结果表明:在高压作用下,Te原子和Zn原子的态密度分布都向低能量方向移动,分布范围增大,Te 5p和Zn3d电子轨道杂化变强。随着压力的增大,直接带隙逐渐增大,而间接带隙逐渐变小。当压力为10.7GPa时,能带结构从直接带隙转变为间接带隙结构。压力增大,有利于Te 5p与Zn3d电子间的跃迁,光吸收系数增大,产生更多的电子-空穴对,材料导电能力增强。     

热处理对ZnO∶Zn荧光薄膜结晶性能的影响

用热处理方法对电子束蒸发制备的ZnO∶Zn荧光薄膜分别进行400,600℃退火处理。采用X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、光致发光光谱等方法,表征了ZnO∶Zn荧光薄膜的结构、成分、形貌、发光性能。在ZnO∶Zn荧光薄膜的X射线衍射谱和扫描电子显微镜照片中,可以看出经退火处理后结晶状况大大改善,多晶结构趋于规则,晶粒更加均匀且膜层结构更加致密。在ZnO∶Zn荧光薄膜的光致发光谱中,检测到490 nm处发光峰,认为一价氧空位(VO)充当发光中心,且薄膜的光致发光强度受热处理温度的影响很大。实验表明随着退火温度的升高,薄膜的结晶程度提高,弥补了薄膜晶体表面的表面缺陷,薄膜的发光性能不断提高。     

退火温度对Cu:ZnO薄膜绿光发射的影响

利用溶胶-凝胶法在Si衬底上制备了不同退火温度的Cu:ZnO薄膜.利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜和光致发光谱研究了样品的晶格结构、表面形貌、成分及其发光特性.结果表明:所有样品均具有高度的c轴择优取向,随着退火温度的升高,样品的结晶质量变好,样品的表面都被晶粒覆盖,强而稳定的绿光发射被观察到.绿光强度随退火温度的升高先增加后减小,发光中心位置不随退火温度的变化而改变,这样的绿光发射强而稳定.XRD和XPS结果表明,随退火温度的升高Cu2+还原为Cu+,导致Cu:ZnO薄膜形成的缺陷是VZn,所以绿光发射是由VZn引起的.Cu2+还原为Cu+时,Cu:ZnO薄膜中VZn浓度增加,使绿光发射强度增大.当退火温度超过800?C时,Cu2+的还原能力变差,绿光发射强度减弱.     

动力学晶格蒙特卡洛方法模拟Cu薄膜生长

利用动力学晶格蒙特卡洛方法模拟了Cu薄膜在Cu(100)面上的三维生长过程。模型中考虑了四个动力学过程:原子沉积、增原子迁移、双原子迁移和台阶边缘原子迁移,各动力学过程发生的概率由多体势函数确定。讨论了基底温度、沉积速率及原子覆盖率对Cu原子迁移、成核和表面岛生长等微观生长机制的影响;获得了Cu薄膜的表面形貌图并计算了表面粗糙度。模拟结果表明,随基底温度升高或沉积速率下降,岛的平均尺寸增大,数目减少,形状更加规则。低温时,Cu薄膜表现为分形的离散生长,高温时,Cu原子迁移能力增强形成密集的岛。Cu薄膜表面粗糙度随着基底温度的升高而迅速减小;当基底温度低于某一临界温度时,表面粗糙度随原子覆盖率或沉积速率的增大而增大;当基底温度超过临界温度时,表面粗糙度随原子覆盖率或沉积速率的变化很小,基本趋于稳定。     

a-SiC_x:H/nc-Si:H多层薄膜的室温时间分辨光致可见发光

在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统中,通过控制进入反应室的气体种类逐层沉积非晶SiCx∶H(a SiCx∶H)和非晶Si∶H(a Si∶H)薄膜,然后经过高温热退火处理,成功制备了晶化纳米a SiCx∶H/nc Si∶H(多晶SiC和纳米Si)多层薄膜。利用截面透射电子显微镜技术分析了a SiCx∶H/nc Si∶H多层薄膜的结构特性。通过对晶化样品的时间分辨光致发光谱的研究,结果表明:随着退火温度的升高,发光峰位置开始出现一些红移现象;当退火温度为900℃时,样品的发光强度和发光衰减时间分别达到最大值和最小值;随着退火温度的继续升高,发光峰位置又开始出现蓝移现象。由此探讨纳米a SiCx∶H/nc Si∶H多层薄膜的发光特性和发光机理。     

Cd(S,Se)薄膜的结构及退火环境对其电导性能的影响

分析了两种Cd(S,Se)薄膜的结构特征.讨论了薄膜在不同退火环境中的电导率、迁移率和载流子浓度随退火温度的变化规律.结果表明,空气中退火的掺杂烧结膜电导率随退火温度升高而减小,主要由迁移率减小所致;氮气中退火的烧结膜电导率随退火温度升高而增大,主要是由载流子浓度增大引起的.蒸发膜在不同气氛下退火,电导都随温度升高而增大,同时迁移率和载流于浓度都有增加.在光激发下,氮气和空气中退火的掺杂烧结膜表现出相反的温度依赖关系.利用Seto模型计算的结果与实验值基本符合. 关键词：     

退火温度对Cr掺杂ZnO薄膜的微结构与机械性能的影响研究

本研究利用射频磁控溅镀法在玻璃基板上制备3 at.%的Cr掺杂ZnO薄膜,再以300℃～500℃温度退火处理25 mins,并探讨了退火温度对Al掺杂ZnO薄膜的微观结构与机械性能的影响.微观结构分析结果表明Cr掺杂ZnO薄膜的结晶方向为(002),且沿(002)方向的成长随退火温度升高而越加明显,但薄膜的表面却随退火温度升高而变得越来越粗糙.机械性能分析结果揭示晶粒尺寸随退火温度升高而增大,导致差排原子的动能随之降低,致使Cr掺杂ZnO薄膜的硬度随退火温度升高而增大,但对其对杨氏模量却没有太大的影响;此外,Cr掺杂ZnO薄膜的耐磨性与韧性均随退火温度升高而增强,表明退火处理对该薄膜的抗塑性形变能力有很大帮助.     

多晶薄膜表面粗化与生长方式转变

采用原子力显微镜研究了磁控溅射多晶薄膜表面粗化行为对归一化沉积温度T_s/T_m(T_s是沉积温度，T_m是材料熔点)的依赖性与薄膜生长方式转变行为.随着T_s/T_m增加，薄膜表面粗糙度增加，而表征粗糙度随时间演化特征的生长指数β历经了先减小再增加的过程.β对T_s/T_m的依赖关系反映了薄膜生长方式的转变行为，即薄膜生长依次由随机生长方式向表面扩散驱动生长方式与异常标度行为生长方式转变.在低于体扩散控制薄膜生长的温度时，晶界扩散机理导致多晶薄膜的表面粗化的异常标度行为. 关键词： 多晶薄膜 表面粗化 温度 生长