Структурные и оптические свойства тонких пленок оксида меди, полученных новым методом «in situ CVD»
Ключевые слова:
оксид меди, рентгеновская дифракция, фазовый состав, CVD.Аннотация
Тонкие пленки оксидов меди были получены новым методом «in situ CVD» на стеклянных подложках с использованием монохлорида меди в качестве прекурсора. Пленки синтезировали как в воздушной атмосфере, так и в воздушно-аргоновой смеси. На рентгенограммах наблюдалось изменение фазового состава пленок, полученных на воздухе при изменении времени синтеза. Для образцов, синтезированных при 400°С, характерны фазовые переходы CuO-Cu2O-CuO. Образец, полученный за 1 мин имел монофазную структуру CuO. Первый переход от CuO к Cu2O наблюдался в узком интервале времени между 1 и 2 минутами пиролиза. Второй переход от фазы Cu2O к двухфазной форме CuO+Cu2O происходил между 3 и 5 минутами синтеза. На образце, синтезированном в течение 10 минут наблюдалось только небольшое количество Cu2O. И, наконец, образец, синтезированный за 20 минут, имел монофазную структуру CuO. Показано, что фазовая перестройка определяется кинетикой процесса синтеза пленки и отношением скоростей подхода атомов меди и кислорода к границе раздела между подложкой и растущим слоем. Пленки, полученные в условиях дефицита кислорода за время синтеза до 20 минут, были идентифицированы как монофазный Cu2O. Увеличение времени приводило к
образованию смешанных фаз. Пленки Cu2O, полученные при 500 °C в течение 1 минуты, имели высокую прозрачность с максимумом пропускания 80% при длине волны 600 нм. Значения FWHM, полученные из рентгенограмм пленок, указывают на высокую упорядоченность их кристаллической структуры.
Библиографические ссылки
2. Ch-H.Hsu, L-Ch.Chen, Yi-F.Lin, Preparation and optoelectronic characterization of ZnO/CuO-Cu2O complex inverse heterostructure with GaP buffer for solar cell application // Materials. – 2013. – Vol.6. – P.4479-4488.
3. Arith F., M.Anis S.A., Said M.M., Idris C.M.I. Low cost electrodeposition of cuprous oxide p-n homo-junction solar cell // Advanced Material Res. – 2014. – Vol.827. – P.38-43.
4. Lee Y.S., Heo J., Winkler M.T., Siah S.Ch., Kim S.B., Gordonb R.G., Buonassisi T. Nitrogen-doped cuprous oxide as a p-type hole- transporting layer in thin-film solar cells // J. of Mater. Chem. A. – 2013. – Vol. 1. – P.15416-15422.
5. Yil-Hwan You, Seung-Muk Bae, Young-Hwan Kim, Jinha Hwang, Deposition optimization and property Characterization of copper-oxidethin films prepared by reactive sputtering // J. Microelectronics Packaging Society. – 2013. – Vol. 1(20). – P.27-31.
6. Sachdeva A., Annu A., Sharma N.R. Cu2O-TiO2 Nanocomposite: A novel material for humidity sensing // Int. J. of Engin. Sci. and Technology. – 2014. – Vol.3(5). – P.403-410.
7. Steinhauer S., Brunet E., Maier T. et.al. Gas sensing properties of novel CuO nanowire devices // XXIV IMCS - The 14th Int. Meeting on Chemical Sensors. – 2012. – P.713-716.
8. Papadimitropoulos G., Vourdas N., Vamvakas V. Em., Davazoglou D. Deposition and Characterization of Copper Oxide Thin Films // Journal of Physics: Conference Series. – 2005. – Vol.1(10). – P.182–185.
9. Антощенко В.С., Мигунова А.А., Францов Ю.В., Антощенко Е.В., Мухтарова А.Н. Структурные и оптические свойства плёнок CuO, полученных пиролизом хлорида меди // Труды междунар. конф. «Современное материальное образование: проблемы, проблемы и перспективы развития», Алматы, 25 февраль 2015. - С.8-12.
10. American Mineralogist Crystal Structure Database, www.geo.arizona.edu/xtal-cgi/test
11. Ray S.C. Preparation of copper oxide thin film by the sol–gel-like dip technique and study of their structural and optical properties // Sol. Energy Mater. & Sol. Cells. – 2001. – Vol.3-4(68). – P.307-312.
References
1. K. Fujimoto, T. Oku, T. Akiyama, A. Suzuki, J. of Physics: Conference series, 433, 012024, (2013).
2. Ch-H.Hsu, L-Ch.Chen, Yi-F.Lin, Materials, 6, 4479-4488, (2013).
3. F. Arith, S.A. M.Anis, M.M. Said, C.M.I. Idris, Advanced Material Res., 827, 38-43, (2014).
4. Y.S. Lee, J. Heo, M.T. Winkler, S.Ch. Siah, S.B. Kim, R.G. Gordonb, T. Buonassisi, J. of Mater. Chem. A, 1, 15416-15422, (2013).
5. Yil-Hwan You, Seung-Muk Bae, Young-Hwan Kim, Jinha Hwang, J. Microelectronics Packaging Society, 1(20), 27-31, (2013).
6. A. Sachdeva, A. Annu, N.R. Sharma, Int. J. of Engin. Sci. and Technology, 3(5), 403-410, (2014).
7. S. Steinhauer, E. Brunet, T. Maier et.al., XXIV IMCS, The 14th Int. Meeting on Chemical Sensors, 713-716, (2012).
8. G. Papadimitropoulos, N. Vourdas, V. Em. Vamvakas, D. Davazoglou, Journal of Physics: Conference Series, 1(10), 182–185, (2005).
9. V.S. Antoschenko, A.A. Migunova, Yu.V. Francev, Ye.V. Antoschenko, A.N. Mukhtarova, Book abstract confer. “Sovremennoye materialovedeniye: opyt, problemy i perspektivy razvitiya”, Almaty, 2015, 8-12.
10. American Mineralogist Crystal Structure Database, www.geo.arizona.edu/xtal-cgi/test
11. S. C. Ray, Sol. Energy Mater. & Sol. Cells, 3-4(68), 307-312, 2001.
