脈沖激光沉積法制備CoO和Co-,3-O-,4-薄膜及其性能研究.pdf

1、鈷氧化物是一種重要的過渡金屬氧化物，常溫常壓下主要以巖鹽型結(jié)構(gòu)的氧化亞鉆(CoO)和尖晶石型結(jié)構(gòu)的四氧化三鈷(Co3O4)兩種形式存在。由于鈷的3d電子殼層的部分填充特性，鈷及鈷的氧化物的表現(xiàn)出許多獨(dú)特的性能，在催化、磁記錄、高溫超導(dǎo)、熱敏、壓敏、熱吸收層、磁記錄介質(zhì)、電致變色薄膜等方面有重要的應(yīng)用前景。不過，至今為止，有關(guān)鈷氧化物的研究主要涉及它的電子輸運(yùn)特性、介電特性、超電容性能和電阻開關(guān)特性等方面，對于鈷氧化物特別是薄膜的一些基本

2、的物理特性如能帶結(jié)構(gòu)、禁帶寬度和光電性能等方面的研究不多，而且數(shù)據(jù)比較分散。本文主要研究如何控制工藝參數(shù)獲得單一相的CoO和Co3O4薄膜，在此基礎(chǔ)上測量這兩種鉆氧化物薄膜的光電性能。
　　 采用脈沖激光沉積(PLD)的方法，以金屬鈷為靶材，通過改變襯底溫度、沉積時(shí)間、反應(yīng)氣體氧氣的流量等工藝參數(shù)，先后在玻璃襯底上成功制備了純的CoO薄膜以及Co3O4薄膜。通過X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)、原子力顯微鏡(AF

3、M)研究了沉積CoO和Co3O4薄膜的制備工藝。X射線衍射(XRD)測試表明CoO薄膜具有高度的(111)擇優(yōu)取向，400℃～500℃為CoO薄膜最佳的結(jié)晶溫度。X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)測試相互證明了鈷氧化物薄膜隨氧流量的增加發(fā)生了相變。當(dāng)氧氣流量增大到15sccm時(shí)，鈷氧化物薄膜開始由CoO相轉(zhuǎn)變?yōu)镃o3O4。通過紫外-可見光譜(UV-Vis)測定CoO和Co3O4薄膜的透射光譜來確定透明薄膜的折射率和厚度，并