P型透明導(dǎo)電SrCu2O2薄膜的制備及性能研究.pdf

1、SrCu2O2(SCO)薄膜是1998年A.kudo等人首次制備出的非銅鐵礦結(jié)構(gòu)的p型直接帶隙透明導(dǎo)電氧化物薄膜。利用該薄膜與n型氧化鋅已成功制備了透明的異質(zhì)結(jié)近紫外發(fā)光二極管等器件,表明了SCO廣闊的應(yīng)用前景。SrCu2O2已經(jīng)成為當(dāng)前透明導(dǎo)電薄膜研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。本文利用固相反應(yīng)燒結(jié)法合成了Ca摻雜SrCu2O2粉末(Ca0.1Sr0.9Cu2O2),并制備了濺射用陶瓷靶材,采用直流磁控濺射法用自制的陶瓷靶制備出較高質(zhì)量的SCO薄

2、膜,并用XRD、SEM、EDS等測(cè)試手段對(duì)靶材和沉積的薄膜進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和形貌的表征及分析,并用紫外-可見(jiàn)雙光束分光光度計(jì)、霍爾效應(yīng)測(cè)試儀對(duì)不同條件下制備的薄膜的光學(xué)和電學(xué)性能進(jìn)行了分析。靶材檢測(cè)結(jié)果表明:表面比較平整,元素分布較均勻,基本符合濺射靶材的要求。薄膜檢測(cè)結(jié)果表明::SCO膜為多晶結(jié)構(gòu),晶粒尺寸為100nm左右,表面較平整,晶粒大小均勻,含有Ca、Sr、Cu、O、C元素,Ca已成功摻雜入SCO薄膜。退火處理能使其結(jié)晶度提高。光譜

3、分析結(jié)果表明:SCO膜的可見(jiàn)光透射率達(dá)到70％以上,隨著氧濃度、基片溫度和濺射時(shí)間的增加,薄膜的透射率減小,隨著工作壓強(qiáng)、靶基距的提高,薄膜的透光率會(huì)上升，透光率經(jīng)退火處理后有明顯的增大。電學(xué)性能分析結(jié)果表明:SCO膜為p型導(dǎo)電,其電阻率受氧氬比和退火處理的影響較大。隨著氧氬比的增大,電阻率先減小后增大,載流子濃度和遷移率先增大后減小。經(jīng)退火處理后,電阻率減小,載流子濃度和遷移率增大。根據(jù)對(duì)SCO薄膜的組織結(jié)構(gòu)和光電性質(zhì)的研究,提出了直