PbS薄膜的制備及紅外光敏性能的研究.pdf

1、硫化鉛是一種重要的窄禁帶半導(dǎo)體材料，在室溫時(shí)，其能帶間隙約為0.4eV，波爾激子半徑則為相對(duì)較大的18nm。這些特性使硫化鉛對(duì)于紅外輻射假敏感，非常適合應(yīng)用于紅外探測(cè)；同時(shí)，硫化鉛也在如光敏電阻、二極管激光器、濕度及溫度傳感器等等領(lǐng)域有廣泛地應(yīng)用。采用多晶硫化鉛薄膜制備的紅外探測(cè)器，其工作波段為1-3μm的近紅外區(qū)，適用于室內(nèi)火警探測(cè)。 硫化鉛的各種性能與其生長(zhǎng)環(huán)境以及基片的種類等工藝條件緊密相關(guān)，其制備工藝包括了電化學(xué)沉積法，

2、微波加熱法，以及化學(xué)浴沉積法(CBD)等。CBD法因其工藝簡(jiǎn)單，易操控，不需要復(fù)雜設(shè)備，可生長(zhǎng)大面積高質(zhì)量硫化鉛薄膜而受到廣泛關(guān)注。 本論文采用化學(xué)浴沉積方法，以硫脲(SC(NH2)2)、硝酸鉛(Pb(NO3)2)、氫氧化鈉(NaOH)為反應(yīng)原料，在玻璃、陶瓷及Si基片上制備PbS薄膜。通過(guò)對(duì)基片浸入反應(yīng)液的時(shí)機(jī)、沉積溶液的組成及配制方法、沉積時(shí)間、熱處理溫度等工藝參數(shù)的控制，在不同工藝條件下制備了PbS薄膜。XRD分析表明，薄

3、膜為面心立方結(jié)構(gòu)，高溫?zé)崽幚頃?huì)導(dǎo)致薄膜的氧化而出現(xiàn)含氧的新相。SEM對(duì)薄膜的表面形貌進(jìn)行了觀測(cè)，結(jié)果表明薄膜由近似立方形狀的顆粒組成。著重探討了硫脲濃度對(duì)于PbS薄膜的微結(jié)構(gòu)及光敏性能的影響，結(jié)果表明，硫脲濃度越大，沉積所得硫化鉛薄膜顆粒越小，經(jīng)紅外光照之后硫化鉛薄膜的電阻變化率越大。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明光敏性能最強(qiáng)的薄膜制備工藝為：襯底材料為硅基片，Pb(NO3)2濃度0.175M，NaOH濃度0.55M，SC(NH2)2濃度0.175M，沉