ZnO过渡层对Au/Hg3In2Te6肖特基接触特性的影响研究

利用脉冲激光沉积技术在Hg3In2Te6晶体表面制备ZnO过渡层,并对ZnO过渡层进行了表征.结合X射线光电子能谱深度剖析对ZnO/Hg3In2Te6界面元素的化合态进行研究,并通过半导体参数分析仪对Au/ZnO/Hg3In2Te6肖特基接触电学特性进行测试.研究结果表明,采用本实验条件可在Hg3In2Te6晶体表面获得结晶度高、表面粗糙度低,且沿(002)晶面择优生长的ZnO过渡层.同时,ZnO过渡层的引入使Au/Hg3In2Te6肖特基接触的漏电流降低一个数量级,势垒高度提高6.5;.这种现象可能是由于ZnO/Hg3In2Te6界面存在的互扩散使O原子占据了Hg原子空位,从而降低耗尽层中能级缺陷而引起.     

Pt/Hg3In2Te6接触的温度特性研究

运用直流平面磁控溅射技术在Hg3In2Te6单晶表面制备Pt金属电极,形成Pt/Hg3In2Te6接触,采用I-V测试仪在120~260 K温度范围内对其I-V特性进行测量.根据热电子发射模型,计算得到了Pt/Hg3In2Te6的肖特基势垒高度.结果表明:Pt/Hg3In2Te6形成具有整流特性的肖特基接触,肖特基势垒高度为0.46 eV.在120~260 K温度范围内,理想因子随温度增大逐渐从2.93减小至1.42.将Hg3In2Te6单晶制成红外探测器,发现了响应光谱在波长1.55 μm处峰值达到最大,在室温下峰值探测率D* 达到了1011 cm·Hz1/2·W-1.     

HgI2晶体溅射Au电极与化学镀Au电极的I-V特性

利用Agilent4155型CVIV测试仪测定了分别采用溅射Au和涂敷氯金酸(AuCl3溶液)作为电极材料时HgI2晶体的I-V特性.测试表明,Au/HgI2和AuCl3/HgI2的欧姆接触特性值b分别为0.89和1.06,HgI2晶体的电阻率为109 Ω·cm.计算接触电阻Rc的结果表明,Au/HgI2与AuCl3/HgI2接触电阻为1.6×107 Ω和4.3×106 Ω;AuCl3/HgI2更容易产生较低的接触电阻,形成良好的欧姆接触.分析认为AuCl3/HgI2接触中电极本质上是氯金酸分解产生Au单质并形成电极.由于电极制备工艺没有显著影响晶体表面质量,使AuCl3/ HgI2具有良好的欧姆接触特性.溅射Au电极在制备工艺中的温度升高和真空度造成晶体表面质量下降,使Au/HgI2欧姆接触特性较差.     

碲铟汞晶体的透射电子显微分析

采用垂直布里奇曼法,生长出直径为30 mm的Hg3In2Te6晶体.通过透射电子显微镜观察Hg3In2Te6晶体和第二相粒子的形貌,并利用选区电子衍射技术分析其物相.结果表明:晶锭基体的物相为Hg0.5In0.33Te;同时观察到了HgTe、In2Te3等第二相,尺寸为10～40 nm.推测晶体发生分解是形成第二相的原因.     

电极材料对碘化汞(α-HgI2)晶体Ⅰ-Ⅴ特性的影响

利用Aligent4155型CVIV测试仪分别对Au/HgI2、AuCl3(Au)/HgI2、C(石墨)/HgI2接触的,Ⅰ-Ⅴ特性进行了测定,对比研究了不同电极材料与α-HgI2晶体所形成的接触特性,并利用热电子发射理论对实验结果进行了分析.结果表明,AuCl3和C均能与HgI2形成良好的欧姆接触,其欧姆特性系数分别为1.0291和0.9380,接触电阻分别为3.0×108Ω和1.0×108Ω;而溅射Au与Hg2接触的欧姆特性较差,欧姆系数约为0.8341,接触电阻为3.5×109Ω.这说明AuCl3,在HgI2表面形成了重掺杂,产生显著的隧道电流,从而形成了较理想的欧姆接触.C(石墨)化学性能稳定,电极制备工艺没有影响晶体表面质量,因此C(石墨)/HgI2接触电阻最小,并具有良好的欧姆特性.而溅射Au过程中由于温度升高引起晶体表面HgI2分子的挥发,造成晶体表面质量下降,导致Au/HgI2接触的欧姆特性变差.     

氧气流量对射频磁控溅射制备Cu2O薄膜性能的影响

通过磁控溅射方法在玻璃衬底上制备Cu2O薄膜,采用X射线衍射(XRD)、分光光度计、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)等研究了氧气流量对Cu2O薄膜性能的影响.结果表明:氧气流量为4.2 sccm时,薄膜为单相的Cu2O,具有较高的结晶质量和可见光透过率,光学带隙为2.29 eV,薄膜的导电类型是p型且空穴浓度为2×1016 cm-3.通过XPS能谱分析Cu 2p3/2和O 1s结合能,确定了薄膜中Cu以+1价存在.     

Ti/Au复合电极在CdZnTe(111)B面上的表面结构与性能研究

近年来,碲锌镉(CdZnTe)材料制成的探测器已经成为研究热点,适当的接触特性已经成为提高探测器性能的关键问题。本文主要探讨了弱n型CdZnTe晶体(111)B面Ti/Au复合电极的欧姆接触性能,采用两步沉积工艺制备Ti/Au复合电极。通过AFM、FIB/TEM、XPS、I-V等测试方法研究了电极与CdZnTe的界面结构、化学成分和电学性能。结果表明,Ti过渡层的引入可以减轻和改善晶片抛光过程中形成的损伤层,增加了电极与晶体之间的欧姆特性。相比于CdZnTe (111)B面上的Cr/Au复合电极,Ti/Au复合电极的粗糙度更低、接触界面更平整,晶格失配层厚度也更低。Ti中间层促进了金/半界面的互扩散现象, 有利于增加黏附性和降低肖特基势垒,并且在Ti/Au复合电极与CdZnTe接触的界面上没有观察到氧元素的存在。I-V测试表明Ti/Au复合电极具有更加良好的欧姆特性和更低的肖特基势垒。     

电沉积制备CuInS2半导体薄膜及其光学性能研究

利用电化学循环伏安法研究了Cu2+、In3+及S2O23-在不同pH条件下的伏安特性,发现以柠檬酸为络合剂,pH=6时几种离子在-0.8 V电位下的电化学还原行为相近,在此基础上采用恒电位法在ITO导电玻璃基底上制备CIS薄膜太阳能电池用的吸收层材料CuInS2半导体薄膜。为提高膜层的结晶度,选取空气、Ar、及Ar+S三种气氛对沉积的膜层进行热处理,SEM、XRD及Raman光谱结果表明,经Ar气氛中硫化热处理才可以得到结晶度好且形貌均匀致密的薄膜。Cu2+/In3+比影响薄膜的结晶生长,结果表明,随着Cu/In比的增大,薄膜以典型的黄铜矿结构为主,当沉积电位为-0.8V且Cu2+/In3+=1.8时基底上得到的高质量CuInS2半导体薄膜的光学带隙是1.55 eV。     

CdZnTe(110)面表面原子弛豫和表面态的研究

通过真空Ar+离子刻蚀获得理想清洁的(110)表面,采用低能电子衍射(LEED)观察了(110)面表面原子结构,观察到(110)面表面未发生重构.采用光电子能谱技术验证了(110)面表面原子结构发生了弛豫.采用角分辨光电子谱(angle-resolved photoemission spectropy)实验测量出在费米能级以下0.9eV处存在峰宽约为0.8eV的表面态.并估算出其表面电荷密度约为6.9×1014cm-2,亦即表面Te和Cd(Zn)原子各有一个悬键.     

金属前驱体比例和硫化温度对Cu-Sn-S薄膜特性的影响

使用射频磁控溅射在镀Mo的玻璃基底上制备了Cu/Sn化学计量比为1.4 ～2.0的金属前驱体薄膜.经过400℃、450℃和500 ℃硫化后获得了一系列Cu-Sn-S薄膜.采用X射线衍射、X射线光电子能谱、拉曼光谱、原子力显微镜和紫外可见近红外分光光度计对样品进行了表征.结果表明:硫化温度与前驱体中Cu/Sn化学计量比对Cu-Sn-S薄膜的结构、化学组分和光学性能影响较大.当硫化温度为450℃,前驱体中Cu/Sn化学计量比为1.4∶1时,能得到近乎单一相、四方结构的Cu2SnS3薄膜,光学带隙为1.01 eV.过高的Cu/Sn化学计量比或硫化温度都会导致Cu3SnS4或Cu4SnS4的出现.