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,在氮氣保護下對薄膜進行不同條件熱處理,研究不同的熱處理條件和摻雜源蒸發(fā)電流對薄膜性能的影響。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、臺式繁用表等對薄膜的晶相結構、表面形貌及粗糙度、化學成分、光、電性能等進行測試表征。
　　 實驗給出：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構的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；薄膜表面與體內元素(Cd、Te)的化學計量比分別為1:0.9、1:1.3；薄膜的光吸收系數(shù)大,直接光學帶隙1.452eV；薄膜的導電類型呈 p型,電阻率10.8Ω·cm；研究表明:純CdTe薄膜的最佳熱處理條件為 T=4

3、00℃,t=20 min。
　　 實驗發(fā)現(xiàn)：稀土元素 Y、Gd摻入CdTe薄膜后,薄膜的晶相結構、導電類型均不變。摻Y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；同時調整了CdTe薄膜表面和體內元素的百分含量,使薄膜中元素的原子比更加接近于標準的化學計量比；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,發(fā)生紅移,Gd使薄膜