脈衝雷射蒸鍍Cu2ZnSnSe4之薄膜及其性能研究

Translated title of the thesis: Growth of Cu2ZnSnSe4 thin films by pulsed laser deposition and characterization of the obtained films
  • 魏 鴻企

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究利用固相燒結法製作Cu2ZnSnSe4之粉體，並壓製成靶材(CZTSe)，利用脈衝雷射沉積法(plused laser deposition PLD)製備CZTSe薄膜，製備過程分為室溫成長和升溫成長兩種，室溫成長CZTSe薄膜並進行退火處理，使用低掠角X光繞射(GIXRD)、掃描電子顯微鏡(SEM) 、X光能量譜(EDS)等分析方法，探討工作距離、赫茲數、能量密度和退火後對薄膜成分、結構及其光電性質的影響，並將部份參數延用於升溫成長CZTSe薄膜。升溫成長CZTSe薄膜，再使用Hall效應以及吸收光譜等分析方法，探討溫度變化、真空度變化對薄膜成分、結構及其光電性質的影響。由分析結果得知，利用純元素粉以300度進行固相燒結，可得CZTSe純相自製靶材。工作距離變化影響薄膜成相和厚度，而赫茲數變化僅改變膜厚。雷射能量密度及真空度變化影響Cu之含量，基板溫度變化則影響結晶性且可薄膜因應力而剝離。藉由多種成長參數變化，以及調整靶材成份比例，可以找出最適合成長CZTSe薄膜的條件，即在工作距離6 cm、真空10-3 torr 、5 Hz 、能量密度1 1 J/cm2 和基板溫度300度下，CZTSe擁有純相且(112)優選取向，薄膜能隙值則為1 34 eV，載子濃度為1 21x1020 cm-3，屬P型半導體。
Date of Award2014 Aug 16
Original languageChinese
SupervisorXiao-Ding Qi (Supervisor)

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