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电化学沉积PbS光学薄膜的制备及性能研究 摘要 作为Ⅳ族～Ⅵ族半导体中的重要一员，硫化铅(PbS)纳米晶由于具有 选择性传感器和太阳能接收器等方面。随着科学技术的飞速发展，光电功能 材料成为一类非常重要的材料，在信息、激光、计算机、自动化、航空航天 以及现代化国防技术中有广泛而重要的应用。由于用途广泛，人们研究出了 很多制备PbS薄膜的方法，像电化学沉积法、高温溅射法、连续离子层吸附 反应法、微波法及化学浴沉积法等。目前我国对PbS薄膜的研究较少，国外 虽有少量介绍PbS薄膜制备方法的报道，但其制各方法多数较复杂，且杂质 较多。基于电沉积法众多的优点，本文则尝试采用阴极恒电位法沉积PbS薄 谱仪(FT-IR)对薄膜的结构和光学性能进行了表征重点研究了各工艺因素 对薄膜结构和性能的影响。 ($2032)、沉积温度、沉积时间、热处理温度、基板等工艺因素对于薄膜的 和FT-IR对薄膜组成、形貌及性能进行了表征。结果表明沉积电压、溶液的 等工艺因素对薄膜的相组成具有十分明显的影响，在沉积电压为3．0V，pH 1)和(200)晶面取向生长的立 EDTA作络合剂的情况下，可制备出沿(11 方相PbS薄膜。薄膜显微结构均匀而致密。沉积电压是影响电沉积PbS薄膜 结构与性能的最主要的工艺因素之一。随着沉积电压的升高，薄膜表面PbS 衍射峰逐渐增强，晶粒尺寸逐渐增大，结晶程度变好，光的吸收性能明显增 先增强后减弱，晶粒尺寸先增大后减小，薄膜内的压应力及禁带宽度先减小 减小，薄膜的禁带宽度逐渐增大。所制备的微晶PbS薄膜的禁带宽度约为 粒尺寸不断增大，薄膜内的压应力及禁带宽度逐渐减小。所制备的微晶PbS 薄膜的禁带宽度约为0．39eV。另外沉积时间、热处理温度及基板也都是影响 积时间和热处理温度的提高，薄膜的取向生长和结晶趋势增强，所制备的 PbS光学薄膜表现出明显的红外吸收性，禁带宽度约为0．38eV。 关键词：PbS薄膜，电沉积，形貌特征，机理分析 II PREPARATIONANDPROPERTIESoF STUDYoN SULFIDEoPTICALTHINFILMSBYAN LEAD ELECTRoCHEMICALPRoCESS ABSTRACT Lead an directnarrow sulphide(PbS)isimportant gap at300Kanda materialwithan band of0．41eV approximateenergy gap excitationBohrradiusof18nm．These makePbS relativelylarge properties very suitablefortheinfrareddetection materialhasalsobeenusedin application．This fieldssuchas electivesensorsandsolar other many photography,Vb十ions hasbeenutilizedas lasers， addition，PbS absorption．In solarcontrol and