磁控溅射制备铝掺杂氮化铜薄膜的结构及光电性能研究

作者：崔馨予; 吴文静; 卢学良; 彭香伟; 肖剑荣

来源：真空科学与技术学报, 2022, 42(02): 104-109.

DOI：10.13922/j.cnki.cjvst.202107010

• 氮化铜薄膜
• 铝掺杂
• 磁控溅射
• 光电性能

以高纯铜和铝为靶材，氮气和氩气分别为源气体和工作气体，采用双靶共溅射磁控技术在单晶硅和石英片上制备了铝掺杂氮化铜（Cu3N:Al）薄膜。对Cu3N:Al薄膜的表面形貌、晶体结构、光透射性能和电学性能等进行表征、分析。研究结果表明，掺杂Al原子进入Cu3N晶格空位；随着Al靶的直流溅射功率增大，Cu3N:Al薄膜中Al含量增加；Al掺杂使得薄膜颗粒尺寸增大，薄膜表面变得粗糙。Cu3N:Al薄膜表现为半导体特性，其光学带隙范围在1.41-1.80 eV;Al掺杂后，Cu3N薄膜的光学带隙减小，其原因是掺杂Al原子改变了晶体内非平衡载流子寿命，导致薄膜的光学带隙降低。可见，通过调控Cu3N薄膜中掺杂金属原子含量，可实现对其光电特性的调制。

• 单位
  桂林理工大学