Исследование электрических характеристик пленок оксидов меди методом холловских измерений

Аннотация

Изучены электрические характеристики пленок оксидов меди, полученных оригинальным методом “in situ CVD”. Пленки синтезировали за различное время при температуре 400^оС в воздушно-аргоновой смеси с использованием порошкового металлического источника с зернистостью 100, 200 или 300 меш, активированного монохлоридом меди. Толщина слоя порошка составляла 0,9 мм. Подложками служили покровные боросиликатные стекла размером 25х25 мм² толщиной 0,17 мм. Измерения выполняли методом Ван-дер-Пау на установке «Ecopia Hall Effect Measurement System (HMS-3000)». Толщину пленок определяли гравиметрическим методом. Изучалось влияние фракционного состава порошкового источника и времени синтеза на электрические характеристики пленок оксидов меди. Для интерпретации полученных результатов образцы пленок изучались методами  оптической микрофотографии и рамановской спектроскопии. Холловские измерения показали, что все образцы обладали р- типом проводимости с (N_A-N_D)=(1-9)Е15. Для порошков 100 и 200 меш с ростом времени синтеза концентрация дырок сначала быстро падала, а при времени синтеза более 5 минут наблюдалось ее медленное понижение. Для порошка 300 меш концентрация дырок оставалась практически постоянной при всех временах синтеза. Исследование зависимостей подвижности от времени синтеза показало их колоколообразный характер. Максимальная величина подвижности дырок равная 47 см²В^-1.с^- была получена для пленок Cu₂O, синтезированных за время 30 мин. из порошков 100 меш. Удельное сопротивление пленок слабо зависело от времени синтеза и менялось в диапазоне от 100 до 260 Ом^.см в зависимости от зернистости порошка источника. Предложено объяснение полученных результатов изменением фазового состава пленок оксидов меди