不同衬底上纳米晶CdTe薄膜的低温溅射制备、掺杂及特性研究

论文摘要

近年来纳米半导体薄膜材料因其具有奇特的物理特性和应用前景,而对Ⅱ-Ⅵ族的纳米半导体薄膜的研究越来越热。本文概述了CdTe纳米晶薄膜的低温溅射制备,并对CdTe纳米晶薄膜的掺杂情况作了讨论研究。本文系统研究了两个方面的工作:首先采用低温射频溅射法制备出了CdTe纳米晶薄膜,讨论了低温溅射法制备薄膜中不同参数（衬底、沉积时间、环境、气压、功率等）对CdTe纳米晶薄膜的特性影响。其次采用溶液浸泡法（AgNO3溶液）对CdTe纳米晶薄膜进行Ag离子的掺杂,并讨论了制备过程中各种因素（溶液浓度、浸泡时间、退火条件）对Ag离子掺杂量及对薄膜性质的影响。通过分析薄膜的结构、形貌、光吸收等性质,我们得出一些重要结论。对于沉积时间同为1h的CdTe/glass和CdTe/Si薄膜比在CdTe/ Al2O3薄膜在（111）晶面生长有较强的择优;衬底表面对薄膜的形貌有很大的影响,表面光滑的玻璃（glass）和硅（Si）衬底比粗糙的Al2O3衬底,更有利于纳米薄膜的生长。同时沉积在玻璃衬底上的薄膜展现出了良好的光学性能;在合适的浸泡溶液浓度、浸泡时间、退火条件下对CdTe纳米晶薄膜进行了较为成功的Ag离子掺杂,并在一定程度上改善了薄膜的导电性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 纳米材料
• 1.1.1 纳米材料研究的对象和发展概况
• 1.1.2 纳米材料的特性
• 1.1.3 纳米材料的应用
• 1.2 纳米半导体材料
• 1.2.1 纳米半导体材料的特性
• 1.2.2 纳米半导体材料的应用及研究展望
• 1.3 CdTe 薄膜材料
• 1.3.1 CdTe 薄膜材料研究现状
• 1.3.2 CdTe 薄膜的晶体结构及其掺杂研究
• 1.4 本文研究目的
• 参考文献
• 第二章 CdTe 纳米薄膜的低温制备和测试方法
• 2.1 CdTe 纳米晶薄膜的低温制备
• 2.1.1 纳米薄膜的制备
• 2.1.2 纳米微粒尺寸的评估
• 2.1.3 磁控溅射方法制备CdTe 纳米晶薄膜原理
• 2.1.4 工艺参数对CdTe 纳米晶薄膜的影响
• 2.2 测试方法介绍
• 2.2.1 X 射线衍射分析（XRD）
• 2.2.2 扫描电子显微镜（SEM）
• 2.2.3 固体紫外—可见光谱分析（UV-VIS）
• 2.3 本章小结
• 参考文献
• 第三章 不同衬底上纳米CdTe 薄膜的低温制备及光特性研究
• 3.1 引言
• 3.2 样品制备与测试
• 3.2.1 基片的清洗
• 3.2.2 CdTe 纳米薄膜样品制备的实验过程
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 结构分析
• 3.3.2 形貌分析
• 3.3.3 光学性质讨论
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 Ag离子掺杂对CdTe 纳米晶薄膜的影响
• 4.1 引言
• 4.2 掺杂过程讨论
• 4.2.1 离子浸泡法
• 4.2.2 浸泡后退火处理
• 4.3 实验过程及测试
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 掺杂薄膜退火前后结构的分析
• 4.4.2 掺杂薄膜退火前后表面形貌的分析
• 4.4.3 掺杂薄膜退火前后EDS 成分分析
• 4.4.4 掺杂薄膜退火前后电学性能分析
• 4.5 本章小结
• 参考文献
• 第五章 工作总结与展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 存在的问题
• 5.3 后继工作展望
• 附录
• 致谢