發(fā)布時間：2018-09-11 06:13

【摘要】：氧化亞銅在光伏電池、光催化、隨機存儲器、薄膜晶體管等領域具有廣闊的應用前景。它在玻色愛因斯坦凝聚等理論研究中也起著非常重要的作用。目前的研究主要關注于其在太陽能電池中的應用,氧化亞銅的原材料儲量豐富、無毒性以及低成本等優(yōu)點具有很大的優(yōu)勢。然而現(xiàn)在報道的最高轉換效率(6.1%)距離20%的理論極限還有很大差距。為了獲得高質量、低電阻的氧化亞銅薄膜,很有必要對氧化亞銅薄膜的生長行為開展系統(tǒng)的研究�；�于目前的研究現(xiàn)狀,本文中使用了射頻等離子體輔助分子束外延技術,選擇氧化鎂和硅等立方晶系襯底,制備出氧化亞銅薄膜,并采用反射式高能電子衍射儀、X射線衍射儀、高分辨透射電子顯微鏡、原子力顯微鏡、掃描電子顯微鏡、光致發(fā)光譜等測試方法研究了氧化亞銅薄膜的生長動力學行為及光電特性。首先我們在氧化鎂(110)襯底上通過同質外延引入小面化的{100}面,然后在小面化的氧化鎂(110)襯底上使用兩步法外延出單一價態(tài)、單一相的氧化亞銅(113)薄膜。我們對該薄膜復雜的反射式高能電子衍射圖樣進行了仔細地分析,推斷出薄膜的取向關系以及180°旋轉疇的存在,并通過X射線衍射和高分辨透射電子顯微鏡的結果證實了這些結論。氧化亞銅(113)薄膜呈現(xiàn)連續(xù)、均勻的表面形貌,具有良好的電性,而這些特性可能是由于氧化亞銅與氧化鎂界面存在大量的失配位錯釋放應力而抑制島的形成所導致的。硅與氧化亞銅之間存在很大的失配,因此我們采用氧化鈹作為中間層和擴散勢壘,阻擋銅向硅中的擴散和反應。我們研究了不同的生長溫度對氧化亞銅緩沖層的影響,發(fā)現(xiàn)低溫會導致氧化亞銅多晶化,而高溫會使氧化鈹中間層發(fā)生相變從而使氧化亞銅向氧化銅轉變。于是我們采取雙緩沖層獲得了單一取向的氧化亞銅(111)薄膜。另外,我們在硅襯底上直接沉積銅膜并低溫氧化,結果并沒有發(fā)現(xiàn)氧化亞銅的相。所有樣品中都出現(xiàn)了硅化銅,它可能是氧化亞銅薄膜中高空穴遷移率的起源。
[Abstract]:Cuprous oxide has broad application prospects in photovoltaic cells, photocatalysis, random access memory, thin film transistors and other fields. It also plays a very important role in the theoretical study of Bose-Einstein condensation. However, the reported maximum conversion efficiency (6.1%) is far from the theoretical limit of 20%. In order to obtain high quality and low resistance cuprous oxide films, it is necessary to systematically study the growth behavior of cuprous oxide films. Cuprous oxide thin films were prepared by radio frequency plasma assisted molecular beam epitaxy on cubic substrates of magnesium oxide and silicon. Suboxide was studied by reflection high energy electron diffraction, X-ray diffraction, high resolution transmission electron microscopy, atomic force microscopy, scanning electron microscopy and photoluminescence spectroscopy. Growth kinetics and photoelectric properties of copper thin films. First, we introduce faceted {100} planes on magnesium oxide (110) substrates by homogeneous epitaxy, and then epitaxy single valence, single phase copper oxide (113) thin films on faceted magnesium oxide (110) substrates by two-step method. The diffraction patterns were carefully analyzed to deduce the orientation relationship and the existence of 180 degree rotation domains. These results were confirmed by X-ray diffraction and high-resolution transmission electron microscopy. The copper oxide (113) films exhibited continuous, uniform surface morphology and good electrical properties, which may be due to oxidation. There is a great mismatch between silicon and cuprous oxide, so we use beryllium oxide as the intermediate layer and diffusion barrier to prevent the diffusion and reaction of copper into silicon. We have studied the effect of different growth temperatures on the buffer layer of cuprous oxide. It was found that low temperature would lead to the polycrystallization of cuprous oxide, and high temperature would lead to the phase transition of beryllium oxide intermediate layer and the transition from cuprous oxide to cuprous oxide. Copper silicide appears in all the samples, which may be the origin of the high hole mobility in cuprous oxide films.
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN304.21

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 吳南展;;激光技術在測量薄膜光學參數(shù)中的應用[J];光電子.激光;1984年03期

2 ;聲表面波器件和薄膜光學器件的制造工藝(一)[J];壓電與聲光;1977年01期

3 ;薄膜光學性質的測定[J];激光與紅外;1977年02期

4 唐晉發(fā);;薄膜光學鍍層[J];激光與紅外;1983年09期

5 肖柳平;楊華軍;嚴一民;張海濤;劉小靜;;用薄膜光學理論研究布拉格光纖的傳輸特性[J];激光與紅外;2008年11期

6 尹樹百;;薄膜光學發(fā)展概況[J];光學工程;1978年04期

7 徐靜江,唐晉發(fā);極薄薄膜光學特性與微結構的研究(Ⅱ)——微粒金屬膜光吸收及微結構[J];激光與紅外;1990年05期

8 周明;周九林;;弱吸收薄膜光學參數(shù)的測量[J];兵器激光;1986年04期

9 岳楨干;;美國正在研制可提供地球全覆蓋實時影像的新型間諜衛(wèi)星[J];紅外;2012年01期

10 張苑;周九林;;非均勻薄膜的一些基本性質[J];兵器激光;1986年03期

相關會議論文 前10條

1 馬孜;肖琦;姚德武;;薄膜光學監(jiān)控信號的數(shù)字信號處理[A];2004年光學儀器研討會論文集[C];2004年

2 張為權;;雙軸晶體薄膜光學隧道效應[A];'99十一�。ㄊ校┕鈱W學術會議論文集[C];1999年

3 何文彥;程鑫彬;馬彬;丁濤;葉曉雯;張錦龍;張艷云;焦宏飛;;界面連續(xù)性對薄膜節(jié)瘤損傷特性的影響研究[A];中國光學學會2011年學術大會摘要集[C];2011年

4 胡小鋒;薛亦渝;郭愛云;;離子輔助蒸發(fā)TixOy制備氧化鈦薄膜及特性[A];2005'全國真空冶金與表面工程學術會議論文集[C];2005年

5 王賀權;沈輝;巴德純;汪保衛(wèi);聞立時;;溫度對直流反應磁控濺射制備TiO2薄膜的光學性質的影響[A];2005'全國真空冶金與表面工程學術會議論文集[C];2005年

6 陳凱;崔明啟;鄭雷;趙屹東;;遺傳算法在軟X射線薄膜反射率多參數(shù)擬合中的應用[A];第13屆全國計算機、網(wǎng)絡在現(xiàn)代科學技術領域的應用學術會議論文集[C];2007年

7 尚林;趙君芙;張華;梁建;許并社;;不同摻雜元素對GaN薄膜影響的研究進展[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

8 彭曉峰;宋力昕;樂軍;胡行方;;硅碳氮薄膜的納米硬度研究[A];第四屆中國功能材料及其應用學術會議論文集[C];2001年

9 張海芳;杜丕一;翁文劍;韓高榮;;Fe~(3+)離子敏感Ge-Sb-Se-Fe(Ni)系薄膜的摻雜性能研究[A];中國真空學會第六屆全國會員代表大會暨學術會議論文摘要集[C];2004年

10 魏啟珂;肖波;葉龍強;江波;;Sol-Gel法制備納米二氧化鈦功能性薄膜[A];第七屆中國功能材料及其應用學術會議論文集（第5分冊）[C];2010年

相關重要報紙文章 前1條

1 記者劉其丕 李曉飛;天津薄膜光學重點實驗室成立[N];中國有色金屬報;2010年

相關博士學位論文 前10條

1 馬蕾;Si基納米薄膜光伏材料的制備、結構表征與光電特性[D];河北大學;2014年

2 李萬俊;N-X共摻ZnO薄膜p型導電的形成機制與穩(wěn)定性研究[D];重慶大學;2015年

3 曾勇;ZnO薄膜光電性能調(diào)控技術研究[D];北京工業(yè)大學;2015年

4 彭銀橋;硅碳氮薄膜的結構及光學特性研究[D];中南大學;2013年

5 居勇峰;氧化鈦薄膜的制備、微結構及特性研究[D];電子科技大學;2012年

6 姜春竹;磁控共濺射制備無氫碳化鍺薄膜的結構和性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

7 劉立華;硼碳氮薄膜的制備及性質研究[D];吉林大學;2006年

8 楊偉鋒;鋁摻雜氧化鋅透明薄膜之制備及其在氮化鎵基發(fā)光二極管之應用[D];廈門大學;2008年

9 張鵬;空間薄膜反射鏡成形控制及實驗研究[D];中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所）;2012年

10 張學宇;氫化納米晶硅薄膜的制備及生長機理研究[D];大連理工大學;2012年

相關碩士學位論文 前10條

1 閆偉超;α-NbZnSnO薄膜的制備與表征及其在薄膜場效應晶體管中的應用[D];浙江大學;2015年

2 王新巧;LPCVD技術沉積的ZnO薄膜及其特性研究[D];河北大學;2015年

3 熊玉寶;超親水TiO_2透明薄膜的制備及其光催化性能研究[D];南京信息工程大學;2015年

4 柳林杰;Al、N摻雜ZnO薄膜的制備及其ZnO第一性原理計算[D];燕山大學;2015年

5 崔麗;低溫溶劑熱法制備ZnO薄膜及性能研究[D];燕山大學;2015年

6 魏穎娜;基于非水解sol-gel法的還原氮化技術制備TiN薄膜[D];河北聯(lián)合大學;2014年

7 張帆;溫度相關的二氧化鈦及鋯鈦酸鉛薄膜的橢圓偏振光譜研究[D];復旦大學;2014年

8 張清清;能量過濾磁控濺射技術ITO薄膜的制備及性能優(yōu)化[D];鄭州大學;2015年

9 冀亞欣;In_2S_3薄膜的磁控濺射法制備及性能研究[D];西南交通大學;2015年

10 劉倩;Cu-Zn-Sn硫族化物薄膜吸收層的共濺射制備工藝及性能研究[D];內(nèi)蒙古大學;2015年

，

本文編號：2235847