镉锡硫复合薄膜的制备及其特性研究

摘要

利用射频磁控共溅射技术和通过改变Cd靶的溅射功率，在Si（111）衬底制备了不同镉质量分数浓度的镉锡硫复合薄膜，并研究了其结构、光学性能和电学性能.利用X射线衍射对复合薄膜的物相结构进行分析表明，镉锡硫复合薄膜的衍射峰相比于标准卡出现了峰位偏移，这与Cd²⁺和Sn²⁺的离子半径的差异有关.利用场发射扫描电子显微镜对薄膜的表面形貌分析表明，薄膜厚度随着Cd靶溅射功率的增加呈现出先增后减的趋势.利用能量色散X射线光谱仪对复合薄膜的元素组成成分进行分析表明，薄膜内Cd的原子百分比含量随着Cd靶溅射功率的提高而提高.利用霍尔效应测量了薄膜的电学性质表明，随着Cd靶溅射功率的增大，复合薄膜的电阻率和霍尔迁移率出现先减小后增大的趋势，而载流子浓度出现先增大后减小的趋势.利用紫外-可见-近红外分光光度计测量薄膜的光学吸收率表明，当增加Cd靶的溅射功率时，薄膜的吸收边发生了红移.当Cd靶溅射功率为5W时，薄膜在700～1100 nm处具有最大的吸收强度，其光学带隙为0.79eV.该研究结果可为镉硒硫复合薄膜在光电器件方面的应用提供良好参考.

关键词

镉锡硫复合薄膜 / 射频磁控共溅射技术 / 结构特性 / 电学性能 / 光学性能

基金资助

国家自然科学基金（51272224）; 吉林省自然科学基金（20210101163JC）