谈谈电学掺杂及不同衬底对Sn_2S_3薄膜特性影响

论文导读：5.69nm(未掺杂,玻璃),58.80nm(掺Zn,玻璃),59.59nm(掺Zn,单晶硅),掺Zn后平均晶粒尺寸增大。原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)显示：薄膜表面颗粒大小均匀。能谱浅析(EDS)给出掺Zn(9wt%)后Sn2S3薄膜的Sn与S化学计量比由1：0.81变为1：0.41,薄膜中的S损失较多。手动轮廓仪测试给出：纯Sn2S3及Sn2S3:Zn(9wt%)薄膜的厚度分别为265n
摘要：单源共蒸发沉积Zn掺杂Sn2S3多晶薄膜,经氮气保护对薄膜进行热处理工艺以改善薄膜的性能,探讨不同比例Zn掺杂及不同衬底对Sn2S3薄膜的结构、表面形貌、化学组分及电学、光学特性的影响。XRD浅析给出：用配比为Sn:S=1:0.4(wt%)的混合粉末沉积薄膜,经380℃,55min热处理后得到结晶良好的简单正交晶系Sn2S3多晶薄膜,空间群为pnam(62)。相同Sn、S配比掺Zn (9wt%)后的薄膜经370℃,15min热处理在玻璃基底和单晶硅基底上分别得到简单正交晶系的Sn2S3:Zn多晶薄膜。用谢乐公式计算出薄膜的平均晶粒尺寸分别为35.69nm(未掺杂,玻璃),58.80nm(掺Zn,玻璃),59.59nm(掺Zn,单晶硅),掺Zn后平均晶粒尺寸增大。原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)显示：薄膜表面颗粒大小均匀。能谱浅析(EDS)给出掺Zn (9wt%)后Sn2S3薄膜的Sn与S化学计量比由1：0.81变为1：0.41,薄膜中的S损失较多。手动轮廓仪测试给出：纯Sn2S3及Sn2S3:Zn (9wt%)薄膜的厚度分别为265nm,346nm。掺Zn后薄膜表面粗糙度平均值以41nm增到50nm。掺Zn及硅衬底上生长薄膜可改善薄膜的导电特性,掺Zn前后的Sn2S3薄膜导电类型均为N型。玻璃衬底上掺Zn后薄膜电阻率由5.45×102Ω·cm降至6.05×101Ω·cm,硅基底的Sn2S3:Zn薄膜电阻率为1.54fΩ·cm。纯Sn2S3薄膜的直接光学带隙为1.85eV,9wt%掺Zn后,薄膜的光学带隙为1.41eV, Zn的掺入增强了Sn2S3薄膜对红外光的吸收,吸收系数均在105cm-1数量级。关键词：单源共蒸发论文热处理论文Sn_2S_3薄膜论文Zn掺杂论文电学、光学特性论文
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ABSTRACT6-9
第一章 绪论9-16

1.1 探讨背景9-11

1.2 Sn_2S_3基本性质11

1.3 Sn_2S_3探讨近况及制备策略11-14

1.3.1 Sn_2S_3薄膜的探讨近况11-13

1.3.2 Sn_2S_3薄膜制备策略介绍13-14

1.4 本课题探讨作用及内容14-16

第二章 实验16-20

2.1 实验用品、设备及相关测试仪器16

2.2 实验16-20

2.1 相关论述及计算16-17

2.2 基片清洗17-18

2.3 薄膜的沉积18-19

2.4 薄膜的热处理工艺19-20

第三章 Sn_2S_3薄膜的物相结构及组分表征20-36

3.1 Sn_2S_3薄膜的物相结构表征20-27

3.

1.1 Sn_2S_3薄膜的XRD浅析(玻璃基底)20-22

3.

1.2 Sn_2S_3：Zn(9wt%)薄膜的XRD浅析(玻璃基底)22-25

3.

1.3 Sn_2S_3：Zn(9wt%)薄膜的XRD浅析(单晶硅基底)25-26

3.

1.4 Sn_2S_3薄膜的晶粒尺寸26-27

3.2 Sn_2S_3薄膜的表面形貌27-31
3.

2.1 原子力显微镜(AFM)对Sn_2S_3薄膜的表面形貌的表征28-31

3.

2.2 Sn_2S_3薄膜的扫描电子显微镜(SEM)图31

3.3 Sn_2S_3薄膜的能谱浅析(EDS)31-36

3.1 Sn_2S_3薄膜能谱浅析(玻璃)32-33

3.2 Sn_2S_3：Zn(9wt%)薄膜能谱浅析(玻璃)33-35

3.3 Sn_2S_3：Zn(9wt%)薄膜能谱浅析(单晶硅)35-36

第四章 Sn_2S_3薄膜的电、光特性36-42

4.1 Sn_2S_3薄膜的电学特性36-38

4.

1.1 半导体导电原理36

4.

1.2 Sn_2S_3薄膜的电学特性36-38

4.2 Sn_2S_3薄膜的光学特性38-42
4.

2.1 基本原理38-39

4.

2.2 Sn_2S_3薄膜光学特性39-40

4.

2.3 Sn_2S_3：Zn(9wt%)薄膜光学特性40-42

第五章 有着不足及倡议42-43
第六章 结论43-44
参考文献44-48
致谢48-49
硕士期间发表的学术论文49
硕士期间参加的科研课题49