研究

，卷:15 (2)DOI: 2021;19(6):158

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锌碲薄膜的新合成路线及其表征

Kishan C Rathod^＊

印度高尔哈布尔新学院化学系

^＊相应的作者：
Kishan C Rathod
印度高尔哈布尔新学院化学系
电话:9067868043
电子邮件:(电子邮件保护)

收到:2021年8月17日;接受:2017年8月31日;发表:2017年9月7日

引用:Kishan C Rathod。锌碲薄膜的新合成路线及其表征。中国科学(d辑)，2011;19(6):529

摘要

采用三乙醇胺化学浴沉积法在非导电玻璃衬底上沉积了结晶型碲化锌薄膜。用x射线衍射、扫描电镜对薄膜样品进行了表征光谱学还有热电技术。沉积样品的晶相为正交型。光学带隙能源样品中有2.15 eV。薄膜样品的电导率被发现在10-8的数量级(â?μ cm)-1;

关键词:CBD; X-raydiffraction

简介

如今，薄膜技术是半导体发展中最重要的技术之一。薄膜是某些原子的一层或几层，其厚度在纳米到两微米之间，这是由于原子或分子具有独特的性质而不同于它们是否是具有适当微观结构的物理和化学性质的厚粒子所造成的。薄膜还有另一种类型，称为厚膜，它是由大量簇离子积累而形成的小尺寸物质的标识。

薄膜的沉积取决于几个因素，包括地面温度、pH值和溶液浓度，以及旋转的速度[1］．今天的研究主要集中在制造业低薄膜成本高，效率高，因其广泛应用于电阻器、晶体管、电容器等几个领域，主要用于制造太阳能电池和光伏电池光学适用于各种应用的特定光谱范围内的探测器。

的半导体ZnTe薄膜是其中最重要的一种半导体因为它的光学和电学性质。它有相当大的直播间能源带隙为2至2.3 eV，这使得它适用于许多用途，包括发光二极管，太赫兹设备，电气设备和光电传感器。

的能源Gap for半导体ZnTe取决于一系列因素，包括制备方法、温度、溶液浓度、溶液pH值、旋转反应混合物的速度以及用作锌和碲元素来源的化合物。ZnTe由锌和碲两种元素组成，相互作用需要高温才能形成ZnTe薄膜。研究了碱性水介质在非导电玻璃基板上合成碲化锌薄膜的新方法。本文报道了用化学浴沉积法合成碲化锌薄膜，并对其光学、结构、表面形貌、电学性能和光电性能进行了表征。

材料与方法

实验的细节

在实际实验中，在250 mL烧杯中取10 mL (1 M)硫酸锌溶液;在室温下的反应浴中加入5ml TEA、10ml液氨和10ml (1 M) teleno硫酸钠，反应混合物的pH值为10±5。烧杯置于油浴中，不导电玻璃基板垂直安装在特制的基板支架上，在反应混合物中以65±2rpm的速度旋转。然后让镀液温度缓慢升高至369 K。7小时50分钟后取出载玻片，用去离子水冲洗几次，自然干燥并保存在干燥器中。

样本特征

使用Philips PW-1710衍射仪(l=1.54056 Å)在CuKa1辐射下，在衍射角10-1000范围内对碲化锌薄膜进行x射线衍射。采用直流双探针法测定了碲化锌薄膜的电导率。在薄膜的末端涂上一层快速干燥的银膏，以达到欧姆接触的目的。LD乐动体育官网采用重量差法测定了膜层厚度。光学吸光度测量采用日本日立330型紫外可见近红外光谱仪在400 ~ 1200 nm波长范围内进行，室温下双光束分光光度计，将未镀膜的玻璃基板放置在参比光束中进行基板校正。使用250mk - iii StereoScon(美国)扫描电子显微镜(SEM)进行显微观察。

结果与讨论

动力学及生长机理

在反应槽中，Zn+2离子以水溶性Zn-TEA络合物的形式与TEA络合，从而控制Zn+2的浓度。硫代硫酸钠和锌- tea配合物在碱性介质中发生解离。

在低温度动力学能源较低，避免沉淀。亚稳配合物的热分解释放出金属离子，而硫代硫酸钠在碱性溶液中水解生成Te-2离子，在278 K温度下转移到冰浴中。所得溶液的pH值为11.80±0.05。然后让溶液的温度慢慢上升到293K。不锈钢的

沉积6小时后，将平板从烧杯中取出(表1）.

表1。合成的金属氧化物纳米材料的结构参数。

诱导期的存在表明离子对离子的生长机制，而不是簇对簇的生长机制。图1(a)显示了厚度随沉积温度的变化。在450 min的时间内制备了厚度为0.276 μm的碲化锌薄膜。每90分钟测量一次厚度，并绘制时间图，如图1(b)所示。转速为65±2rpm，以保持稳定的碲化锌薄膜沉积[2］．最佳温度和最佳时间分别为369 k和450 min (图1a及1b）.

x射线衍射研究

由“沉积时”和退火后的碲化锌薄膜图案所研究的x射线衍射如图2所示。由于高结晶度，“退火”样品的x射线衍射图样显示出高峰值强度。观察到的d值与碲化锌的2.861相相对应索引根据正交结构(JCPDS -822152)。指数显示在图中反射的上方。XRD谱图显示，d=2.861Å(200)处的反射峰强度最高，在(321)平面、(302)、(022)、(311)、(040)、(400)处也有峰(图2）.

形态特征

在英国剑桥250 mkiii立体声扫描电子显微镜下研究了薄膜的表面形貌。扫描电子显微镜是研究样品形貌的一种很好的方法。“沉积时”薄膜的扫描电子显微照片如图3所示。该薄膜颗粒均匀，能很好地附着在基体上[3.］．观察到几乎相似大小的结节状球形颗粒的分布。大多数颗粒彼此分离。精细背景的存在表明了多重成核的一步生长(图3）.

光学特性

记录了样品在室温下400 ~ 1200 nm波长范围内的吸收光谱。吸收系数的值取决于辐射能源以及薄膜的组成[4］．这可能是由于晶粒尺寸增大导致晶界俘获中心密度减小，颜色由白色变为灰白色所致。这一位移表明样品带隙的减小和以下经典关系的近吸收边在a半导体（图4）.

电气特性

电测采用双探针法，温度范围为300-525 K。在室温下，比电导约为10数量级⁸(?厘米)^－1．观察了薄膜的导电性能。图5显示了冷却和加热曲线的对数(电导率)与绝对温度的反比。显示直线性质的图表明只存在一种类型的传导机制。激活能源是用阿伦尼乌斯关系的指数形式计算的(图5) [5］．

结论

采用化学浴沉积法在非导电玻璃衬底上生长了二元锌碲薄膜。光吸收研究表明，碲化锌样品的直接带隙为2.15 eV。x射线衍射研究了碲化锌薄膜呈正交相。电导率的温度依赖性表明薄膜具有p型半导体性质。该材料在碘-碘电解质中测试时表现出良好的光响应。光电电池的效率为1.13%。

参考文献

1. Abbasm M, Shorb NA, Jehangir K，等ZnTe的物理性质半导体高真空电阻系统制备薄膜。
2. 科学通报2018;36:364-69。
3. 薄膜沉积技术综述。乐动体育在线植物学报，2019;6(2):174-79。
4. Promnopas W, Thongtem T, Thongtem ZnTe半导体用于太阳能转换的聚合物凝胶复合电解质。J
5. Nanomater。2014;1 - 6。