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Co-Se 化合物薄膜的电沉积制备与表征

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00403

采用电沉积方法在SnO₂玻璃基底上制备了Co-Se化合物薄膜. 研究了薄膜形成的电化学机理和电沉积工艺对薄膜组成与形貌的影响, 并表征了薄膜的结构与光学性质. 结果表明:Co²⁺受预沉积Se的表面诱导还原或直接与H₂SeO₃的六电子还原反应产物H₂Se发生反应形成Co-Se化合物; 沉积电位、沉积温度和pH值均显著影响电沉积Co-Se化合物薄膜的形貌与成分; 在沉积电位为-0.5V(<>vsSCE)、沉积温度为50℃和pH值为2.0时可制备出表面致密平整且呈六方晶型结构的富硒CoSe薄膜, 其光吸收系数达到1×10⁵cm^-¹,直接带隙宽度为(1.53±0.01)eV,接近单结太阳电池光吸收层材料的理论最佳值.

关键词: CoSe薄膜 , cyclic voltammetry , under potential deposition , band gap , solar cells

THE BAND STRUCTURE AND WORK FUNCTION OF TRANSPARENT CONDUCTING ALUMINUM AND MANGANESE CO-DOPED ZINC OXIDE FILMS

H.T.Cao

金属学报(英文版)

Al and Mn co-doped-ZnO films have been prepared at room temperature by DC reactive magnetron sputtering technique. The optical absorption coefficient, apparent and fundamental band gap, and work function of the films have been investigated using optical spectroscopy, band structure analyses and ultraviolet photoelectron spectroscopy (UPS). ZnO films have direct allowed transition band structure, which has been confirmed by the character of the optical absorption coefficient. The apparent band gap has been found directly proportional to N^2/3, showing that the effect of Burstein-Moss shift on the band gap variations dominates over the many-body effect. With only standard cleaning protocols, the work function of ZnO: (Al, Mn) and ZnO: Al films have been measured to be 4.26 and 4.21eV, respectively. The incorporation of Mn element into the matrix of ZnO, as a relatively deepd onor, can remove some electrons from the conduction band and deplete the density of occupied states at the Fermi energy, which causes a loss in measured photoemission intensity and an increase in the su,rface work function. Based on the band gap and work function results, the energy band diagram of the ZnO: (Al, Mn) film near its surface is also given.

关键词: transparent conducting oxide film , null , null

电沉积制备铜铟硫薄膜的研究

李丽波 , 李琦 , 王珩 , 杨秀春 , 田海燕 , 谢菁琛 , 王文涛

稀有金属材料与工程

采用电沉积的方法制备铜铟硫(CuInS2,CIS2)薄膜,紫外可见光谱仪测试结果表明电沉积制备的CIS2薄膜的禁带宽度为1.5 eV.X射线光电子能谱(XPS)分析表明,薄膜中的铜、铟、硫元素的价态分别为+1,+3和-2.采用线性伏安扫描测试了薄膜的光电性质,在黑暗和光照的条件下,I-V曲线斜率变化率为0.6×10-3.运用DMol3和CASTEP模块计算了电沉积制备的铜铟硫薄膜的禁带宽度,其数值为1.5 eV.通过Materials Studio建立了电沉积制备出的铜铟硫薄膜的结构和XRD模拟谱图,与实验结果一致.

关键词: 铜铟硫薄膜 , 电沉积 , 结构 , 禁带宽度

退火气氛和镧掺杂浓度对ZnO薄膜结构和光学性能的影响

段文芳 , 赵小如 , 段利兵 , 白晓军 , 史小龙 , 朱宇瑾 , 孙慧楠

人工晶体学报

采用溶胶-凝胶浸渍提拉法在玻璃衬底上制备Zn1-xLaxO(x=0～0.04)(LZO)薄膜,分别在空气、氮气和氩气条件下进行退火,探讨了不同退火气氛和不同镧掺杂浓度对其结构和光学性能的影响.XRD和SEM结果表明:氩气退火条件下ZnO的晶粒尺寸比空气退火条件下和氮气退火条件下的晶粒尺寸略小,且ZnO晶粒的尺寸随着镧掺杂浓度的增加而减小.薄膜光致发光(PL)测量表明:紫光发光带中心在氩气下退火相对于空气下退火存在略微的蓝移,而在氮气下退火则相反；ZnO紫光发光带的位置随着镧掺杂浓度的增加先红移而后蓝移.禁带宽度在镧掺杂量为2％时达到最小值,说明镧可以有效地调节ZnO的禁带宽度.

关键词: 溶胶-凝胶法 , ZnO薄膜 , 镧掺杂 , 退火 , 禁带宽度

微波辅助Cu2 ZnSnS4纳米晶的制备及其性能分析?

花芬 , 侯利锋 , 卫英慧 , 郭春丽 , 杜华云

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.09.022

以醋酸铜、醋酸锌、氯化亚锡及硫脲为前驱体,油胺为溶剂,采用微波辅助合成 Cu2 ZnSnS4(CZTS)纳米晶；所得样品的物相、结构、形貌以及光学性能分别用 X 射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜、拉曼光谱仪和紫外-可见分光光度计来表征；结果表明：微波加热13 min可合成高质量的锌黄锡矿结构的Cu2 ZnSnS4纳米颗粒,CZTS 微球平均直径约为23．68 nm；所得样品的禁带宽度经估算约为1．52 eV,与薄膜太阳能电池所需的最佳禁带宽度相近.

关键词: 微波辅助合成 , Cu2ZnSnS4纳米晶 , 锌黄锡矿结构 , 禁带宽度

溅射功率对射频磁控溅射制备非晶In-Ga-Zn-O薄膜的影响

张锁良 , 贾长江 , 郝彦磊 , 史守山 , 张二鹏 , 李钗 , 娄建忠 , 刘保亭 , 闫小兵

人工晶体学报

采用射频磁控溅射法在室温玻璃衬底上成功地制备出了铟镓锌氧(In-Ga-Zn-O)透明导电薄膜.研究了不同溅射功率对In-Ga-Zn-O薄膜结构、电学和光学性能的影响.X射线衍射(XRD)表明,在80～150 W溅射功率范围内In-Ga-Zn-O薄膜为非晶结构.随着溅射功率的增加,生长速率成线性增加,电阻率逐渐降低.透射光谱显示在350 nm附近出现较陡的吸收边缘,说明In-Ga-Zn-O薄膜在以上溅射功率范围内具有良好的薄膜质量.光学禁带宽度随着溅射功率增加而减小.In-Ga-Zn-O薄膜在500～800nm可见光区平均透过率超过90％.

关键词: In-Ga-Zn-O薄膜 , 溅射功率 , 电阻率 , 禁带宽度 , 透过率

布拉格型声子晶体弦的横向振动带隙研究

舒海生 , 董立强 , 李世丹 , 刘伟 , 林航

人工晶体学报

从弦的波动方程出发,采用传递矩阵法,分析了无限周期的布拉格型声子晶体弦的横向振动能带结构.研究表明布拉格型声子晶体弦具有横向振动带隙,弦内拉力对带隙特性有显著影响,可以方便地用于带隙调节.利用有限元软件和Matlab软件对有限周期的布拉格型声子晶体弦的横向振动传输特性分别进行了仿真和数值计算,结果表明带隙范围内表现出明显的振动衰减,不同拉力条件下的带隙变化也很好地验证了理论分析结果.

关键词: 声子晶体 , 弦 , 传递矩阵法 , 能带结构 , 带隙

MnHg(SCN)4晶体的能带结构和非线性光学性质的研究

张鹏 , 卢贵武 , 孔垂岗 , 郑超 , 宋庆翔 , 冯金波 , 王新强

硅酸盐通报

用密度泛函微扰理论(DFPT)和GW近似方法计算了MnHg(SCN)4(MMTC)晶体的几何结构、能带结构和二阶非线性光学系数.计算得到MMTC晶体的禁带宽度为3.21 eV,结果接近实验值3.33 eV,其二阶菲线性系数为d14=3.09 pm/V、d15=6.02 pm/V.结果表明Mn-3d、Hg-5d态是价带的主要成分,C-2p、N-2p和S-3p态是价带顶和导带底的主要成分,而阴离子基团(SCN)-内部的电子跃迁是MnHg(SCN)4晶体中二阶非线性效应的主要来源.

关键词: MMTC晶体 , 非线性光学性质 , 禁带宽度 , GW近似 , 密度泛函微扰理论

不同有机物模板作用下Bi2S3的制备与表征

吴雪梅 , 马海红 , 周正发 , 任凤梅 , 徐卫兵 , 孙海燕

人工晶体学报

以硝酸铋为铋源、硫脲为硫源,分别以小分子有机物-巯基乙酸、柠檬酸及聚合物半导体-羧基化PPV(羧基化的聚对苯乙炔)为模板,利用水热反应法制备了不同形貌的Bi2S3微晶,并对产物用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见-近红外光谱(UV-Vis-Near-IR)等进行表征.结果表明,所制备的Bi2S3微晶为斜方晶系的辉铋矿;在巯基乙酸的作用下,Bi2S3排列成直径约为2～3 μm的花状微晶;在柠檬酸的作用下,Bi2S3晶体呈絮状,结成直径约为2μm左右的绒球;在羧基化PPV的作用下,Bi2S3构成直径约为2μm的绒球.通过由UV-Vis-Near-IR光谱绘制的(αhv)2～hv曲线图计算得到,在不同有机物模板作用下得到的Bi2S3微晶的能带间隙均大于无模板作用得到的Bi2S3,且羧基化PPV的作用效果优于小分子有机物,使能带间隙提高为1.64 eV.

关键词: Bi2S3 , 巯基乙酸 , 柠檬酸 , 羧基化PPV , 能带间隙