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低温硫化制备ZnS薄膜的物理性质研究

杨光 张仁刚 陈书真 柯进林 曹兴忠 张鹏 于润升 王宝义

杨光, 张仁刚, 陈书真, 柯进林, 曹兴忠, 张鹏, 于润升, 王宝义. 低温硫化制备ZnS薄膜的物理性质研究[J]. 原子核物理评论. doi: 10.11804/NuclPhysRev.37.2019CNPC02
引用本文: 杨光, 张仁刚, 陈书真, 柯进林, 曹兴忠, 张鹏, 于润升, 王宝义. 低温硫化制备ZnS薄膜的物理性质研究[J]. 原子核物理评论. doi: 10.11804/NuclPhysRev.37.2019CNPC02
Guang YANG, Rengang ZHANG, Shuzhen CHEN, Jinlin KE, Xingzhong CAO, Peng ZHANG, Runsheng YU, Baoyi WANG. Physical Properties of ZnS Thin Films Prepared by Low-temperature Sulfidation[J]. Nuclear Physics Review. doi: 10.11804/NuclPhysRev.37.2019CNPC02
Citation: Guang YANG, Rengang ZHANG, Shuzhen CHEN, Jinlin KE, Xingzhong CAO, Peng ZHANG, Runsheng YU, Baoyi WANG. Physical Properties of ZnS Thin Films Prepared by Low-temperature Sulfidation[J]. Nuclear Physics Review. doi: 10.11804/NuclPhysRev.37.2019CNPC02

低温硫化制备ZnS薄膜的物理性质研究

doi: 10.11804/NuclPhysRev.37.2019CNPC02
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(11705212,11975173)
详细信息

Physical Properties of ZnS Thin Films Prepared by Low-temperature Sulfidation

Funds: National Natural Science Foundation of China (11705212, 11975173)
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  • 摘要: 采用磁控溅射方法先在玻璃衬底上室温下沉积Zn金属薄膜,接着先后在200和400 ℃温度下的硫蒸气和氩气流中进行退火,生长出 ZnS 薄膜。薄膜样品的微观结构、物相结构、表面形貌和光学性质分别采用正电子湮没技术 (PAT)、X射线衍射仪 (XRD)、扫描电子显微镜 (SEM)和紫外-可见分光光度计进行表征。该ZnS薄膜在可见光范围具有约80%的高透光率,随着硫化时间的增加,其带隙由3.55 增加到3.57 eV,S/Zn原子比从0.54上升至0.89,薄膜质量明显得到改善,相对于以前报道的真空封装硫化所制备的ZnS薄膜,硫过量问题得到了较好解决。此外,慢正电子湮没多普勒展宽谱对硫化前后薄膜样品中膜层结构缺陷研究表明,硫化后薄膜的S参数明显增大,生成的ZnS 薄膜结构缺陷浓度高于Zn薄膜。
  • 图  1  溅射沉积Zn薄膜硫化前后XRD图谱

    图  2  溅射沉积Zn薄膜硫化前后的SEM图

    图  3  溅射沉积Zn薄膜硫化前后的紫外-可见透过光谱

    图  4  硫化制备ZnS薄膜材料的光吸收系数(αhν)2与光子能量关系

    图  5  多普勒展宽谱中参数定义

    图  6  溅射沉积Zn薄膜硫化前后的正电子湮没多普勒展宽能谱

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