發(fā)布時間：2022-02-15 20:21

　　本文以Cu靶和Al靶為靶材,在Al靶上粘貼不同數(shù)量的Cu片控制Cu/Al比例,利用射頻磁控濺射法在玻璃基板上沉積Cu-Al-O薄膜;通過WDS、XRD、XPS、四點(diǎn)探針、霍爾效應(yīng)及UV-vis光譜等分析Al含量對薄膜成分、晶體結(jié)構(gòu)以及光電特性的影響。結(jié)果表明,薄膜中Al含量隨Cu片數(shù)量增多由0增至19.35%;薄膜的晶體結(jié)構(gòu)隨著Al含量增加,由CuO相轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài);電阻率隨著Al含量增加,由0.49Ω·cm增至11.78Ω·cm;Cu-Al-O薄膜為p型導(dǎo)電;可見光透射率隨Al含量增加由19.98%增加至74.11%,光學(xué)能隙由2.09 eV增至2.88 eV。 

【文章來源】：粉末冶金工業(yè). 2020,30(01)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

Cu-Al-O薄膜的XRD圖譜

圖2為試樣A(Al含量0）與試樣D(Al含量19.35%）的XPS圖譜。由圖2可知，Cu 2p1/2、Cu 2p3/2及Shake-up峰的結(jié)合能分別位于932.23 eV、952.17 eV及942.88 eV處，與Tang等[18]得出的這些峰值位置為933 eV、953 eV及943 eV的結(jié)論基本吻合。此外，試樣A存在Shake-up峰，原因是該試樣是以純Cu靶濺射所得，含有大量Cu2+；試樣D不存在該衍射峰，原因是在該試樣中較多的Al3+有效置換Cu2+位置，導(dǎo)致薄膜中所含Cu2+大量減少，從而使得Shake-up峰強(qiáng)度大為減弱而不易檢測。2.4 導(dǎo)電性能分析

式中：α為材料的吸收系數(shù)，hν為光子能量，A為常數(shù)，Eg為光學(xué)能隙；n則取決于材料的透射類型，直接能隙n=2，間接能隙n=1/2;Yu等[18]指出p型CuAlO2為直接能隙材料，n=2，經(jīng)計算得到Al-Cu-O薄膜的光學(xué)能隙如表3所示。由表3可知，本文所得薄膜的光學(xué)能隙高于Buljan等[19]所得CuO與Cu2O的能隙，并非常接近Yu等[18]所得CuAlO2的能隙（2.9～3.5 eV）；雖然其成分接近CuAlO2相，但其能隙還是略低于CuAlO2能隙。Banerjee等[20]指出不同粒徑大小的CuAlO2其能隙也有所差別，粒徑減小會使薄膜能隙藍(lán)移；由本文所得XRD圖譜可知Al摻雜進(jìn)薄膜后衍射峰開始寬化，表示晶粒尺寸隨Al含量增加而變小，所以CuAl-O薄膜的能隙隨之變小。

【參考文獻(xiàn)】：
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