连续式离子层吸附与反应法沉积CuSCN薄膜及其微观结构、 光学特性 .PDFVIP

連續式離子層吸附與反應法沉積 ＣｕＳＣＮ薄膜及其微觀結構、 光學特性研究 指導教授 : 施仁斌教授 組員： 電子三甲施伯政（D0291322 ） 電子三甲范榕宸（D0291305 ） 電子三乙李重柏（D0031417 ） • 本次研讀論文： 《連續式離子層吸附與反應法沉積ＣｕＳＣＮ薄膜及其微觀 結構、光學特性研究》 • 作者： • 諸葛福偉，高相東，李效民，甘小燕 • 論文出處 : • 無機材料學報(2009/1) ０１- ０００８- ０５ 在ＳＩＬＡＲ法沉積ＣｕＳＣＮ薄膜過程中，陰、 陽離子分別通過在襯底表面吸附與反應生成固態 薄膜．具體沉積過程 • （ａ）襯底在Ｃｕ＋前軀體溶液中浸漬，形成陽離子吸附層 • （ｂ）襯底在乙二醇溶劑中清洗，去除非靜電吸附離子層 • （ｃ）襯底在ＳＣＮ－前軀體溶液中浸漬，生成ＣｕＳＣＮ薄膜沉積 並吸附陰離子 • （ｄ）襯底在乙二醇溶劑中清洗，去除非靜電吸附離子以及較大顆粒 • 本實驗中，吸附與反應時間均為３０ｓ，完成一次上述沉積循環需要 ２～３ｍｉｎ．控制沉積次數，可在襯底上形成特定厚度的ＣｕＳＣ Ｎ薄膜。   2 Cu(S O )] SCN CuSCN S O 2 3 2 3 • 採用ＩＴＯ以及ＴｉＯ２薄膜 （以ＴｉＯ２溶膠旋塗成膜， ４００℃下熱處理３０ｍｉｎ獲得）為ＣｕＳＣＮ薄膜沉 積襯底．用Ｘ射線衍射分析薄膜結晶性，場發射掃描電鏡 （ＳＥＭ，１０ｋＶ）表徵薄膜表面及斷面微觀形貌，以 紫外線可見光透過譜 （Ｓｈｉｍａｄｚｕ，ＵＶ３１０ １）研究薄膜光學特性． 結果與討論 • 結晶性 • 無定形結構的ＣｕＳＣＮ薄膜。 • 隨沉積次數的增加， • 襯底表面逐漸被ＣｕＳＣＮ薄膜 • 所覆蓋，非晶衍射峰 • （２θ約２０°～３５°）強度也有 • 所下降 結果與討論 • 表面形貌與微觀結構 • 在ＩＴＯ襯底上ＣｕＳＣＮ薄膜沉積過程中，經過５～１０次沉積循 環，肉眼便可觀察到襯底表面薄膜沉積．而隨沉積循環增加至３０次， 薄膜衍射光澤由綠變至紫紅，說明薄膜厚度逐漸增加 • ５次沉積循環獲得的CuSCN薄膜為緻密膜 ，襯 底表面已被薄膜均勻覆蓋，而薄膜表面則呈現均 勻分佈的顆粒狀形貌，而當沉積次數增加至３０ 次，薄膜表面粗糙度顯著增大，顆粒特性更加明 顯 。 • TiO2襯底上CuSCN主要由顆粒組成，顆粒之間分 散性更高．隨沉積次數增加，最初成核顆粒逐漸 長大，尺寸與分佈也更加均勻 結果與討論 • 光學特性 • ITO薄膜襯底上沉積的 • CuSCN • 見光範圍內的透過譜。 • CuSCN薄膜作為間接帶 隙半導體 結果與討論 • 光學特性 • TiO2薄膜襯底上沉積的 • CuSCN • 見光範圍內的透過譜。 • CuSCN薄膜作為間接帶 隙半導體 結果與討論 • （αｈν）平方∝ （ｈν－Ｅｇ） • （α為吸收係數，ｈ為普朗克常數，ν為入 射光頻率，Ｅｇ為光學帶隙） 結果與討論 • 改進實驗條件的方法： • 1. 降低薄膜表面粗糙度 • 2. 提高CuSCN結晶性，減少表面顆粒對入 射光的散射，以提高CuSCN薄膜的透過率