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《内蒙古大学》 2011年
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双源真空共蒸发制备稀土掺杂CdTe薄膜

何志刚  
【摘要】:双源真空共蒸发在玻璃衬底上制备纯的和稀土元素(Y、Gd)掺杂的CdTe薄膜,在氮气保护下对薄膜进行不同条件热处理,研究不同的热处理条件和掺杂源蒸发电流对薄膜性能的影响。采用X射线衍射仪、原子力显微镜、场发射扫描电子显微镜及能谱分析、光电子能谱仪、双光束紫外-可见分光光度计、台式繁用表等对薄膜的晶相结构、表面形貌及粗糙度、化学成分、光、电性能等进行测试表征。 实验给出:将Cd、Te粉末按最佳原子比(1:0.6)混合沉积的薄膜,经400℃热处理20 min后,可获得沿[111]晶向择优生长的立方闪锌矿结构的CdTe多晶薄膜。薄膜厚度250nm;薄膜表面平整疏松多孔,颗粒大小较均匀,平均晶粒尺寸26.88 nm,表面粗糙度为Sa=10.9nm;薄膜表面与体内元素(Cd、Te)的化学计量比分别为1:0.9、1:1.3;薄膜的光吸收系数大,直接光学带隙1.452eV;薄膜的导电类型呈p型,电阻率10.8Ω-·cm;研究表明:纯CdTe薄膜的最佳热处理条件为T=400℃,t=20min。 实验发现:稀土元素Y、Gd掺入CdTe薄膜后,薄膜的晶相结构、导电类型均不变。掺Y能使CdTe薄膜的晶格常数、晶胞体积减小,而Gd的掺入则使其增大;掺入Y、Gd使得CdTe薄膜表面更加平整致密,颗粒大小匀称;同时调整了CdTe薄膜表面和体内元素的百分含量,使薄膜中元素的原子比更加接近于标准的化学计量比;并且改变了CdTe薄膜的光吸收和电阻率,Y使薄膜的吸收限向长波方向移动,发生红移,Gd使薄膜的吸收边蓝移,合适的掺杂量使CdTe薄膜的光学带隙能接近太阳电池的最佳带隙值(Eg=1.45eV),使CdTe薄膜的电阻率下降10-3-10-5Ω·cm数量级。
【学位授予单位】:内蒙古大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O484.1

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【参考文献】
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