硫化物納米薄膜的制備、圖案及性能研究.pdf

1、硫化物半導(dǎo)體納米材料具有新穎的光電物理性質(zhì),具有較寬的光吸收范圍,可以大大提高光的吸收效率,可以制備超離子導(dǎo)體,在光致發(fā)光、光電轉(zhuǎn)換和傳感器等方面具有其它材料不可替代的作用,在太陽能光電池領(lǐng)域有較好的前景。由于在微電子行業(yè)、生物芯片、微機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域的重要應(yīng)用,微米和納米尺度表面的微加工或圖案化技術(shù)得到迅猛發(fā)展。本文采用化學(xué)浴沉積法,結(jié)合自組裝膜(SAMs)修飾基底表面及紫外光刻技術(shù),制備了CdS、In2S3納米薄膜及圖案化薄膜,并對(duì)薄

2、膜的光學(xué)、光電、電學(xué)等性質(zhì)進(jìn)行了探討。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 ⑴利用化學(xué)浴沉積法制備CdS納米薄膜,探討了CdS納米薄膜的最佳生長(zhǎng)條件,利用冷場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)、X射線光電子衍射儀(XRD)、X射線光電子衍射儀(XPS)進(jìn)行了薄膜形貌和結(jié)構(gòu)表征,并利用UV-Vis和電化學(xué)工作站進(jìn)行薄膜光吸收性能和光電響應(yīng)特性分析。研究結(jié)果表明:CdS在短波長(zhǎng)區(qū)域有較強(qiáng)的吸收,符合作為窗口材料和過渡層的要求;光電性能測(cè)試表明CdS具有

3、較好的光電響應(yīng),呈特征n-型半導(dǎo)體特性。
　　 ⑵利用紫外光刻技術(shù)結(jié)合SAMs的特點(diǎn)制備了選擇性好、圖案邊界清晰、均勻完整的CdS納米薄膜,考察不同圖案尺寸大小對(duì)光學(xué)、光電、電學(xué)等性能的影響。研究結(jié)果表明:通過制備不同圖案尺寸大小的CdS納米薄膜,控制光電化學(xué)性能。
　　 ⑶利用化學(xué)浴沉積法制備In2S3納米薄膜,通過冷場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)、X射線光電子衍射儀(XRD)、X射線光電子衍射儀(XPS)進(jìn)行了薄膜形貌

4、和結(jié)構(gòu)表征,并利用UV-Vis和電化學(xué)工作站進(jìn)行薄膜光吸收性能和光電響應(yīng)特性分析。研究結(jié)果表明:通過調(diào)節(jié)不同沉積時(shí)間可控制光電化學(xué)性能。
　　 ⑷利用紫外光刻技術(shù)結(jié)合SAMs的特點(diǎn)制備具有微圖案結(jié)構(gòu)的In2S3納米薄膜,研究不同官能團(tuán)的SAMs對(duì)于圖案化In2S3納米薄膜顆粒生長(zhǎng)的影響,探討有效控制顆粒在基底表面的生長(zhǎng)行為的有效方法,制備具有正負(fù)圖案的In2S3納米薄膜。研究結(jié)果表明:通過紫外光刻技術(shù)可以制各選擇性好、圖案邊界清