Cu2O及Cu2O-ZnO基半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的制備與性能研究.pdf

1、ZnO是本征n型寬帶隙半導(dǎo)體，直接帶隙，禁帶寬度3.37eV，在可見光區(qū)域是透明的，且電子遷移率較高，在光電器件領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而制備穩(wěn)定可靠的p型ZnO材料是目前研究的難點(diǎn)。Cu2O本征為p型，直接帶隙半導(dǎo)體，禁帶寬度約2.1eV，在可見光區(qū)域有較高的吸收系數(shù)，理論光電轉(zhuǎn)化效率為20％，是很具潛力的太陽能電池、光催化、光電化學(xué)應(yīng)用材料。Cu2O和ZnO兩者都具有無毒、存儲(chǔ)量豐富、成本低廉及制備方法多樣等優(yōu)點(diǎn)，因此Cu2O-Z

2、nO異質(zhì)p-n結(jié)在半導(dǎo)體光電器件方面具有廣闊的應(yīng)用前景。目前Cu2O薄膜高的電阻率和低載流子濃度是制約其應(yīng)用的主要原因。本文采用電化學(xué)沉積法和磁控濺射法制備Cu2O薄膜，并制備了Cu2O/ZnO和ZnO/Cu2O兩種不同沉積順序的半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)，研究了其能帶結(jié)構(gòu)的差別及原因，制備兩種異質(zhì)結(jié)原型器件并測量其Ⅰ-Ⅴ特性曲線。具體工作如下:
　　1、采用電化學(xué)沉積法制備了Cu2O薄膜和納米材料以及ZnO薄膜，研究了溶液pH值、溫度等生長條

3、件對Cu2O薄膜的形貌、晶體結(jié)構(gòu)等性能的影響，初步研究了電化學(xué)沉積法制備的Cu2O薄膜的光學(xué)和光催化性能。
　　2、采用磁控濺射法制備了p型Cu2O薄膜，研究了不同襯底溫度、氬氧比等參數(shù)下生長的Cu2O薄膜的性能;并對利用真空退火法得到純相Cu2O薄膜進(jìn)行了系統(tǒng)研究;在前人工作基礎(chǔ)之上進(jìn)一步研究了不同生長參數(shù)對n型ZnO薄膜性能的影響。
　　3、在上述基礎(chǔ)上制備了Cu2O/ZnO和ZnO/Cu2O兩種不同沉積順序的半導(dǎo)體異質(zhì)