基版温度对真空热蒸发的sns薄膜性能的影响jiahong

基板溫度對真空熱蒸發的SnS薄膜性能的影響JIAHong-jie，CHENGShu-ying(StateKeyLaboratoryBreedingBaseofPhotocatalysisandCollegeofPhysicsandInformationEngineering，FuzhouUniversity。Fuzhou350002，China)指導老師:王聖璋教授學生:張哲豪.江政勇Outline摘要前言實驗流程圖實驗步驟結果與討論結論摘要利用真空熱蒸發法在玻璃基板上製作SnS薄膜,在50℃~200℃之間,研究了基板溫度對SnS薄膜的结構、形貌和光電性能的影響。结果說明,隨著基板溫度的升高,SnS薄膜的结晶度越好,薄膜變得更光滑,薄膜顆粒也增大了。在不同基板溫度下,所製作的薄膜都是具有正交结構的多晶SnS,在(111)晶面上有很强的擇優取向,其導電類型都為P型。前言Ⅳ．Ⅵ族化合物SnS是具有立方晶體结構的半導體材料，由於S和Sn元素儲量豐富,SnS無毒,其光學能隙為1.3eV~1.5eV,與太陽幅射中的可見光有很好的光譜匹配,其理論光電轉換效率可達25％，吸收係數α104cm-1。適合當作太陽能電池的吸收層材料。一般來說,材料表面结構的微小變化都會引起材料性能的改變,使器件性能發生較大的改變,所以材料結構對器件性能產生重要的作用霍爾效應研究半導體性能DMDE-450光學多層鍍膜機利用真空熱蒸發法蒸發到基板上XRD晶體結構分析AFM表面形貌實驗流程圖SnS粉末(99.5％)超音波震盪機清洗基板浸泡鉻酸2hr丙酮,無水乙醇15min蒸餾水15min烘烤1hr160℃實驗步驟實驗利用DMDE-450光學多層鍍膜機將SnS粉末直接真空熱蒸發到玻璃基板上。由於基板潔淨程度直接影響到薄膜質量的好壞,因此在本實驗中制定了嚴格的玻璃基板清洗過程用纯度為99.5％的SnS粉末作為原材料,以陶瓷坩鍋為蒸發源,採用真空熱蒸發技術製作SnS薄膜實驗中改變的參數主要是基板溫度,分别為50℃，150℃和200℃結果與討論圖1a可以看出,薄膜在(111),(101),(021),(120),(131),(141),(002),(211),(151),(122)和(042)(20分别為31.7lo,30.75o,27.53o,26.23o,39.25o,44.15o,45.45o,49.49o,51.15o,53.23o和56.41o)等方向具有明顯的繞射峰,這與卡號為JCPDS39-354的標準SnS繞射峰比較吻合,表明所得樣品是正交结構的SnS薄膜。圖1不同基板溫度下製作的SnS薄膜樣品的XRD譜圖圖2所示分别是基板溫度為50℃,150℃和200℃製作的SnS薄膜的原子力(AFM)圖片,圖片尺寸均为10μmx10μm。由圖可以看出,薄膜表面致密,晶粒均匀,具有很好的微结構。圖2不同基板溫度下製作的SnS薄膜樣品的AFN圖本文在常溫下,對所製作样品進行霍爾測量。表1列出了樣品的載子濃度、霍爾遷移率、電阻率和霍爾係數的測試结果。表1不同溫度下製作的SnS薄膜樣品的Hall測試結論隨著基板溫度的提高,薄膜的结晶度越好。說明基板溫度的升高能夠减小薄膜表面粗糙度,有利於薄膜顆粒的生長基片温度从50℃升高到200℃時,載子濃度從7.118×1013cm-3提高到2.169×1015cm-3,而电阻率从641.8Ω·cm降低到206.2Ω·cm,但薄膜的導電類型不受基板溫度影響,都是P型。說明基板溫度對薄膜的表面形貌和電學性能均有一定影響,但對其物相结構和導電類型没有影響。