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Rani.S1,Shanthi.J2
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硒化镉薄膜在玻璃基板和硫化锌外壳由物理气相沉积在真空电子束蒸发技术在室温下(RT)和退火在100年,200年和300年分别o C。光致发光(PL)光谱被记录在470到600纳米波长的地区。结果表明,EB蒸发CdSe电影有很强的PL在绿色区域和PL发射频带值观察研究非常蓝移。拉曼光谱结果表明,峰值对应二阶(2 LO)和三阶(3 LO)声子模式分别为416和625 cm - 1。一阶LO声子模式没有观察到。电子束蒸发的表面形态质量CdSe电影通过原子力显微镜(AFM)进行了分析。
关键字 |
CdSe电影;电子束蒸发;退火、拉曼、PL光谱;AFM |
我的介绍。 |
在过去的几十年里,已经有越来越多的兴趣族化合物组的沉积和表征硫族化物半导体复合薄膜,因为他们的光电子技术的广泛应用在各个领域。族化合物群,CdSe被认为是一个潜在的候选人照片等应用电化学太阳能电池[1],薄膜晶体管、传感器、激光、光导体,和伽马射线探测器(2 - 4),因为有辐射复合效率高,吸收系数高、光敏性高,对应于大范围的直接带隙波长从紫外到红外区域[5 - 7]和量子尺寸效应[8]。 |
沉积参数如温度、厚度和沉积时间影响纳米晶体薄膜的形成和微晶尺寸,进而工程师材料的带隙[9]。在目前的调查我们使用电子束蒸发技术和优化CdSe薄膜的沉积。由于高功率密度和广泛的控制蒸发、电子束蒸发技术更适合CdSe薄膜的沉积。在薄膜沉积,蒸发材料放置在水冷式石墨坩埚,以便只有其上表面高温。因此,冶金反应蒸发材料和坩埚之间消除。这种技术提供了经济、有效地利用蒸发材料使持续的沉积速率。 |
CdSe电影已经由EB蒸发技术在玻璃基板在室温和在不同温度下退火在RT - 300°C,通过拉曼,光致发光和表面形态分析。详细介绍和讨论的结果。 |
二世。材料和方法 |
CdSe膜沉积在玻璃基板上使用后Hivac电子束蒸发单元在不同衬底温度范围RT - 300°C。衬底温度的基础上固定的TGA数据CdSe粉。电影是存放在5 kV、10马下10 - 6托的真空。膜厚度测量的针表面光度仪(三丰公司)。 |
拉曼研究由英国Invia激光拉曼显微镜使用18千瓦633海里氦氖激光。PL使用瓦里安卡里Eclipse荧光分光光度计进行了研究。表面形态的电影被毫微秒示波器研究e - 3138 j AFM / STM分子的原子力显微镜成像系统。 |
三世。结果与讨论 |
1。光致发光(PL)研究CdSe电影 |
PL光谱CdSe RT和退火的电影在不同的温度下沉积在100年,200年和300年oC被PL分光光度计记录。发射光谱被记录在470至600纳米范围。CdSe直接带隙半导体薄膜。由于六角晶体场和旋轨道相互作用,价带是分成三个双重退化状态[10]。 |
的PL光谱CdSe薄膜沉积在RT和退火100,200和300°C如图1所示,b, C和d分别记录在室温下。 |
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CdSe薄膜沉积在RT低粒度的PL谱(图1)展示了一个强烈的乐队在绿色区域(528海里)和蓝色的没那么强烈的地区(485海里)。CdSe电影沉积在100、200和300°C有强烈的绿色乐队在586年,分别为589人和591海里。这些结果表明EB蒸发CdSe电影有很强的PL在绿色区域和PL发射频带值观察研究非常蓝移。如此大的斯托克斯位移之间的光学吸收谱和PL发射频带上可以归因于一个深捕获网站和电子空穴复合通过陷阱状态或不完美的网站(供体)[11]。这些晶格现象是纳米材料中观察到,这些结果证实了纳米晶体性质的EB蒸发CdSe电影在当下研究。深在纳米晶体材料主要是与化学计量的缺陷有关,晃来晃去的债券或外部广告等原子氧[44] |
2。拉曼光谱的研究CdSe电影 |
图2显示了CdSe电影的拉曼光谱在RT沉积在玻璃基板,和退火在100、200和300 oC。散装CdSe的标准拉曼光谱的特点是两个未来的山峰,一个在209 cm - 1及其泛音在420 cm - 1被分配到纵光学(LO)声子模式(13 - 15)。 |
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大部分的拉曼光谱CdSe特点是两座山峰,一个在209 cm - 1及其泛音在410 cm - 1被分配到纵光学(LO)声子模式(16、17)。CdSe薄膜沉积,在目前的研究中,显示了峰值对应二阶(2 LO)和三阶罗罗(3)声子模式分别为416和625 cm - 1。一阶LO声子模式在209 cm - 1没有观察到。据报道,一阶LO是CdSe观察纳米粒子与微晶尺寸低于18.3 nm由化学路线[18]。进一步,还提到化学准备CdSe样本和更大的纳米晶体显示第二订单2 LO声子带附近420 cm - 1后跟一个弱峰近620 cm - 1归因于3 LO声子散射。这些结果表明,我们的CdSe电影应该nanocrystallites范围大于18.0海里。这是支持的观察粒径大约18 - 44 nm范围如表所示。 |
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此外,半宽度(应用CdSe LO声子峰几乎是相同的所有电影沉积在RT和300°C。除了减少与增加衬底温度、峰值强度没有变化的应用和转移高峰值确认统一的大小分布的谷物EB蒸发CdSe电影在我们的研究中。Desmica-Frankovic等[19]研究了CdSe量子点(量子点)由离子束合成的电影显示LO峰值在255 cm - 1对应于Cd -缺陷和形成薄CdSe硒聚类的电影。这也证明了我们能够准备化学计量CdSe电影没有任何硒集群。 |
3所示。表面形态分析CdSe电影 |
研究表面平滑度和晶粒尺寸随温度变化是一个重要的观察为开发设备质量的电影。AFM研究了表面形态属性,这里介绍。图3。a, b, c和d代表三维(3 d)的AFM图像CdSe电影沉积在RT和退火在100年、200年和300年分别oC。三维(3 d)地形这些CdSe电影展示了起伏非常清楚和销孔的存在或其他缺陷。 |
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凝聚微晶的存在证实了电影沉积在RT和300 oC和电影需要在100和200 oC整个表面均匀分散的小尺寸颗粒大小分布的40 - 220海里。这部电影矩阵被发现有一些球形粒子嵌入背景细粒矩阵。这些granual粒子可能CdSe均匀扩散CdSe纳米粒子团聚体沉积。这些在电影中观察到大量沉积在RT,增加从40到220纳米晶粒尺寸是观察从RT随着衬底温度升高到300摄氏度。 |
为详细研究特定CdSe表面的粗糙度或平均粗糙度特性及其与沉积温度变化计算从AFM照片。这将提供有价值的信息对粗糙度轮廓的高度偏差和其横向分布(20、21)。从谱线轮廓分析,计算平均粗糙度值0.34,0.21,0.25和0.35 nm CdSe电影沉积在RT, 100年、200年和300年分别oC。的垂直表面粗糙度偏差更高CdSe电影沉积在RT和300 oC比沉积在100 - 200摄氏度。CdSe电影沉积在100 oC节目最均匀表面最小平均表面粗糙度值。这些观察表明,沉积在100 oC CdSe电影设备表面质量将适合开发电化学(压电)太阳能电池照片。 |
诉的结论 |
EB蒸发CdSe电影有很强的PL在绿色区域,表示两个峰值。拉曼光谱测量显示2 lo和3 lo声子峰的存在。表面形态结果表明CdSe电影沉积在100 oC节目最均匀表面最小平均表面粗糙度值为0.21 nm。这些观察表明,沉积在100 oC CdSe电影设备表面质量将适合开发电化学(压电)太阳能电池照片。 |
引用 |
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