Zn掺杂Sn2S3薄膜的特性.pdfVIP

助 材 料 2012年第22期(43)卷 Zn掺杂 Sn2S。薄膜的特性 李 云 ，李 健 。，王 艳 (1．内蒙古大学 物理科学与技术学院，内蒙古 呼和浩特 010021； 2．内蒙古 自治区高等学校半导体光伏技术重点实验室 ，内蒙古 呼和浩特 010021) 摘 要 ： 高纯 Sn和 S粉按 1：0．41 (质量分数 )配 少 。2009年内蒙古大学的卢建丽等用热蒸发制备 出 比，均 匀掺入 9 (质量分数)的高纯 Zn粉 ，单源共 蒸 SnS。薄膜 ，但 导 电性能较差 “；2011年 内蒙古大学 发沉积薄膜后再进行热处理 ，得 到 SnS。：Zn薄膜。 的柴燕华 、王艳等对 SnS。薄膜进行 Sb掺杂 ，可明显 XRD分析显示，380℃，55rain热处理得到简单正交晶 改善 sns。的光电特性~12,13]；同年 ，湖南师范大学的彭 系的纯 sns。薄膜。掺 Zn9 (质量分数)的薄膜经 跃华等用化学气相沉积制备出 snS。一维纳米结构阵 370。C热处理 15min得到 的薄膜仍属简单正交晶系。 列 。 掺 Zn后 SnS。薄膜的表面均匀和致密性变好 ，平均晶 2 实 验 粒尺寸从 未掺 Zn时的 35．69nm 增加 到 58．80nm。 sn。s。薄膜的导电类型均为 N型，掺 Zn后薄膜的电阻 本文采用单源共蒸发对 SnS。薄膜进行 Zn掺杂 率为 60．5(Q ·cm)，比未掺 杂 时降低 1个数 量级。 的研究 。Zn粉 (99．99 )按 5 、7 和 9 (质量分 SnS 薄膜的直接光学带隙为 1．85eV，本征吸收边为 数)与Sn、S粉 ( (Sn)： (S)一1：0．41)充分研磨混 55lnm；SnS。：Zn9 (质量分数)薄膜的光学带隙 合 ，在载玻片上沉积薄膜 ，真空度为 3．0×10 Pa。因 1．41eV，本征吸收边 873nm 发生红移 ，SnS3薄膜 的 Sn、S蒸发温度相差较大，计算给出(略)S、Sn的最大 光吸收 系数均达到 10cm_。。 蒸发速率分别为 1．59×1O 和 7．O6×10 (个 ／cm · 关键词 ： Sn。S。薄膜 ；Zn掺杂 ；单源共蒸发 ；热处理 ； S，Pa)，所 以需用蒸发 电流来控制 S和 Sn沉积 的量 。 电、光特性 当蒸发电流为 130A，时间为 10min的沉积薄膜，经适 中图分类号 ： 0484 文献标识码 ：A 当热处理后可得结晶良好的 SnS。薄膜。 文章编号：1001-9731(2012)22—3180一O5 Zn的最大蒸发速率为 1．97×10 (个／cm。·S， Pa)，其 蒸发 温度 (485K)远 低 于 S(856K)和 Sn l 引 言 (1179K)，Zn还可升华 ，掺 Zn后沉积薄膜相应减小蒸 SnS。是 Ⅳ一Ⅵ族化合物半导体L1]，一般呈 N 型。 发 电流。 价廉 、原料分布广且环境友好的 Sn。S。可制作 SnS ／ 将沉积的薄膜用氮气保护在扩散炉 中进 行热处 CdTe、Sn2S。／GaSb、Sn2S。／A1Sb等 异质结 口；检测 和 理 ，温度分别为 330、350、380、400、430和 450C。大 产生红外线 ，用 到近红外探测和光学记录介质 [3； 量实验显示 ，当温度低于 330℃时，薄膜结晶状况都较 Sn。S。和 Sn／S／()的合金可以制备太 阳能 电池的缓冲 差 ；当温度高于 400。C时就有 SnO。出现 ，本文最有效 层 ]，因此作为新型光电功能材料 Sn。S。具有很好的 的热处理条件为温度 37O～380C，时