P型透明導電SrCu2O2薄膜的制備及性能研究.pdf

1、SrCu2O2(SCO)薄膜是1998年A.kudo等人首次制備出的非銅鐵礦結構的p型直接帶隙透明導電氧化物薄膜。利用該薄膜與n型氧化鋅已成功制備了透明的異質結近紫外發(fā)光二極管等器件,表明了SCO廣闊的應用前景。SrCu2O2已經成為當前透明導電薄膜研究領域的熱點之一。本文利用固相反應燒結法合成了Ca摻雜SrCu2O2粉末(Ca0.1Sr0.9Cu2O2),并制備了濺射用陶瓷靶材,采用直流磁控濺射法用自制的陶瓷靶制備出較高質量的SCO薄

2、膜,并用XRD、SEM、EDS等測試手段對靶材和沉積的薄膜進行了結構和形貌的表征及分析,并用紫外-可見雙光束分光光度計、霍爾效應測試儀對不同條件下制備的薄膜的光學和電學性能進行了分析。靶材檢測結果表明:表面比較平整,元素分布較均勻,基本符合濺射靶材的要求。薄膜檢測結果表明::SCO膜為多晶結構,晶粒尺寸為100nm左右,表面較平整,晶粒大小均勻,含有Ca、Sr、Cu、O、C元素,Ca已成功摻雜入SCO薄膜。退火處理能使其結晶度提高。光譜

3、分析結果表明:SCO膜的可見光透射率達到70％以上,隨著氧濃度、基片溫度和濺射時間的增加,薄膜的透射率減小,隨著工作壓強、靶基距的提高,薄膜的透光率會上升，透光率經退火處理后有明顯的增大。電學性能分析結果表明:SCO膜為p型導電,其電阻率受氧氬比和退火處理的影響較大。隨著氧氬比的增大,電阻率先減小后增大,載流子濃度和遷移率先增大后減小。經退火處理后,電阻率減小,載流子濃度和遷移率增大。根據對SCO薄膜的組織結構和光電性質的研究,提出了直