介绍GydF4y2Ba硫化镉(cd)薄膜因其中间带隙、高吸收系数和合理有效地转换为平板显示器[1]而受到广泛的研究。此外，他们还在光电子器件如太阳能电池[2]、非线性集成光学器件和发光二极管(led)或激光异质结构中找到了应用，用于在可见光谱范围内发射[3-4]。GydF4y2Ba 这种薄膜形式的材料已通过多种沉积技术生长[5-9]，但脉冲激光沉积（PLD）是已知的最佳方法之一，因为它在正确的沉积条件下保持了化学计量比[10]。然而，GydF4y2Ba的主要缺点GydF4y2Ba这种技术是因为CD靶标制作困难，有毒，购买昂贵[11]GydF4y2Ba．使用商用cd靶的问题是成本高(50毫米直径)。x 3毫米，约1350美元从Kurt J. Lesker)。尽管使用烧结靶的成本大约是前者的两倍，但它的缺点是操作人员在制造过程中与材料有更大的接触。主要的因素是成本GydF4y2Ba3克CdS颗粒的价格大约是GydF4y2Ba商业CD目标GydF4y2Ba,GydF4y2Ba因此，该工艺的主要技术挑战之一是找到一种方法，可以提供更低的成本，更少的污染的腔室和操作人员有更小的接触这种材料。GydF4y2Ba在这项工作中，我们提出了一个使用可编程逻辑器件(PLD)生长CdS薄膜的系统的设计、构造和评估。在这项工作中建议的脉冲激光沉积修饰(PLD-M)系统使用微丸作为靶，具有控制它们的一些特性的能力，GydF4y2Ba作为满足上述要求的合适工艺。GydF4y2Ba 实验的GydF4y2BaPLD-M系统的开发(总体结构示意图如图所示GydF4y2Ba保证GydF4y2Ba1)包括:一个不锈钢支架(图GydF4y2Ba保证GydF4y2Ba1（b）-A）放置在PLD室内；玻璃安瓿（内径6 mm，长度93 mm，图GydF4y2Ba保证GydF4y2Ba1(b)-C)，由两个不锈钢支架固定(图GydF4y2Ba保证GydF4y2Ba1(b)-B)附在支架上;GydF4y2Ba不锈钢锥体(图GydF4y2Ba保证GydF4y2Ba1(b)-E)，其工作原理类似于放置在安瓿上和加热系统下的腔膜(图GydF4y2Ba保证GydF4y2Ba1(b)-F, G, H).使用定位孔(图GydF4y2Ba保证GydF4y2Ba1(b)-I)，可改变安瓿倾斜角度。GydF4y2Ba 在其加热系统中，直流电源用于驱动电流I通过镍铬线(图)GydF4y2Ba保证GydF4y2Ba1（b）-H）具有电阻R。加热功率P仅由电阻加热产生：GydF4y2BaP =我GydF4y2Ba2.GydF4y2BaRGydF4y2Ba关键要求是提供足够的电流以达到所需的基板温度。产生的热量通过碳体传导（图GydF4y2Ba保证GydF4y2Ba1(b)-H)通过热传导到玻璃基板(图GydF4y2Ba保证GydF4y2Ba1(b)-G)将在其上存放胶片。温度计是热电偶"GydF4y2BaKGydF4y2Ba直接粘合到基材上（未显示）。基材通过机械方式连接在碳体和锥体之间，以避免某些有机溶剂和粘合剂因温度而从银漆或银膏中脱气。GydF4y2Ba 采用Nd:YAG激光器（波长、脉宽和重复频率分别为355nm和15nm）GydF4y2BaNS和10 Hz分别）。CDS颗粒（来自AlfaAesar®，病房山，MA，99.999％纯度，无论GydF4y2Ba保证GydF4y2Ba1(b)-D)置于暴露于2-4 J-cm激光注量的安瓿内GydF4y2Ba-2GydF4y2Ba(图GydF4y2Ba保证GydF4y2Ba1（b）-j），导致安瓿体中清晰可见的羽毛发光（图GydF4y2Ba保证GydF4y2Ba1 (b) - k)。GydF4y2Ba 
图1GydF4y2Ba．GydF4y2Baa）PLD-M腔室和B）PLD-M室内安瓿系统的框图：（a）不锈钢支撑件;（b）不锈钢支架;（c）玻璃安瓿;（d）CDS颗粒;（e）不锈钢锥;（f）碳加热器体;（g）玻璃基板;（H）Ni-Cr加热元件;（i）位置孔;（j）激光束和（k）羽状等离子体。GydF4y2Ba 在膜沉积之前，通过使用丙酮通过超声波在一系列有机溶剂中彻底清洁玻璃基板（CHGydF4y2Ba3.GydF4y2Ba)GydF4y2Ba2.GydF4y2BaCO，甲醇CHGydF4y2Ba3.GydF4y2BaOH和异丙醇CHGydF4y2Ba3.GydF4y2BaCHOHCHGydF4y2Ba3.GydF4y2Ba，然后用去离子水冲洗，再用N干GydF4y2Ba2.GydF4y2Ba气体。同时，使用超声波在一系列有机溶剂中彻底清洗该安瓿:GydF4y2Ba(CHGydF4y2Ba3.GydF4y2Ba)GydF4y2Ba2.GydF4y2Ba有限公司,CHGydF4y2Ba3.GydF4y2BaCHOHCHGydF4y2Ba3.GydF4y2Ba和二甲苯CGydF4y2Ba6.GydF4y2BaHGydF4y2Ba4.GydF4y2Ba(CHGydF4y2Ba3.GydF4y2Ba)GydF4y2Ba2.GydF4y2Ba，然后用去离子水冲洗，然后用HF和HNO化学清洗GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba溶液（体积比为1:1）约10分钟。之后，将安瓿在Ar气氛中加热至约300ºC 12小时，然后GydF4y2Ba炉子关闭并允许缓慢冷却至环境温度。最后一小块颗粒，3克（20.7×10GydF4y2Ba-3GydF4y2Ba摩尔)，置于安瓿中，并与系统相连。GydF4y2Ba房间在1 × 10的距离被疏散GydF4y2Ba-3GydF4y2BaPa，之后，在1x10处用Ar冲洗GydF4y2Ba-1GydF4y2BaPa治疗10min。最后Ar受控入院，工作压力1x10GydF4y2Ba-1GydF4y2Ba帕GydF4y2Ba沉积时间为2分钟，将衬底温度保持在〜250ºC至250℃至±2℃的生长期间。还，GydF4y2BaCDS薄膜通过粉末靶烧结的Cds靶通过常规PLD生长GydF4y2Ba在相同的工艺和沉积条件下，将其与PLD-M沉积相比较。GydF4y2Ba 沉积后，用Dektak测量沉积膜的厚度GydF4y2Ba3.GydF4y2BaST Profileom仪由Veeco仪器。用连接到扫描电子显微镜（SEM）（JSM-5300，JEOL）的电子分散光谱（EDS）检测器测量样品的化学成分。GydF4y2Ba利用原子力显微镜（AFM）采用攻丝模式对薄膜的表面形貌进行了评估。GydF4y2Bax射线衍射(XRD)测量采用西门子D5000铜进行GydF4y2BaKGydF4y2BaαGydF4y2Ba线(GydF4y2BaλGydF4y2BaKGydF4y2BaαGydF4y2Ba1.GydF4y2Ba= 1.54056 Å andGydF4y2BaλGydF4y2BaKGydF4y2BaαGydF4y2Ba2.GydF4y2Ba=1.54439Å），具有Bragg-Brentano测量几何结构（衍射仪角度分辨率为0.050°）。在Perklim-Elmer-Lamda紫外可见分光光度计上记录薄膜的光学透射光谱。在室温下，采用氩激光器的488nm线作为后向散射几何结构的光源，获得拉曼光谱。使用了一台建立在14018型双光栅单色仪周围的拉曼光谱仪。GydF4y2Ba 结果和讨论GydF4y2BaDuriGydF4y2BaNg膜沉积在PLD-M中，过程沉积显示了安瓿内的三个区域的形成GydF4y2Ba保证GydF4y2Ba2、没有被完全理解。PLD-M中柱的几何形状和膨胀方向与安瓿的排列有关。因为GydF4y2Ba材料烧蚀在安瓿内进行GydF4y2Ba，只有少量的GydF4y2Ba材料是必要的GydF4y2Ba在安瓿表面中发生蒸汽密度升高和碰撞，避免蒸发的材料与目标相比，蒸发材料达到腔室壁向操作员提供较少的污染和清洁系统。GydF4y2Ba 
图2。GydF4y2Ba工艺沉积过程中三个区域的形成。GydF4y2Ba 通过XRD(扫描)对CdS薄膜的结构进行了研究GydF4y2Ba2.GydF4y2BaθGydF4y2Ba范围20-60°)如图所示GydF4y2Ba保证GydF4y2Ba3.从(100)，(002)，(101)，(102)，(110)，(103)，(200)和(112)等平面的典型衍射峰可以看出，薄膜CdS是六边形的(ICSD, inorganic Crystal Structure Database, card 60629和PDF, Power Diffraction File, card 751545)。为了确定峰值的位置，它们被调整为伪voight函数，它是高斯函数(G)和洛伦兹函数(L)的组合形式:GydF4y2Baη l + (1-η)G，其中η为混合函数的参数。单元格的晶格参数(GydF4y2BaA.GydF4y2Ba0GydF4y2Ba=4.14Å和GydF4y2BaCGydF4y2Ba0GydF4y2Ba=6.71Å）进行细化，使用Celref程序[12]。将XRD光谱与PLD-M的光谱进行比较，发现颗粒沉积的薄膜具有更好的结构质量。GydF4y2Ba 
图3GydF4y2Ba．GydF4y2Ba在两个不同的条件下沉积CDS膜的XRD图案。a）PLD-M和C）图案CDS膜的六边形CDS，B）图案CDS膜的参考图案。GydF4y2Ba AFM显微照片显示晶粒尺寸为0.1µm，如图所示GydF4y2Ba保证GydF4y2Ba4.CdS薄膜为透明黄色，厚度均匀，与衬底表面结合力强，粗糙度小于2Ǻ（rms）。通过常规PLD生长的CdS薄膜的晶粒（图GydF4y2Ba保证GydF4y2Ba4-a）在随机方向上变形，每个晶粒上呈现粗糙度，而通过PLD-M生长的薄膜晶粒（图GydF4y2Ba保证GydF4y2Ba4-B）具有相似的尺寸，表面略低于粗糙的表面。这可以是由于羽流等离子体的角度分布和物种的通量分布的更大的动能[13-17]。GydF4y2Ba CdS薄膜的光学带隙可以由急剧下降的透射区来确定。根据Tauc定律，吸收系数具有以下能量依赖性：GydF4y2Baα= B (hv-EGydF4y2BaGGydF4y2Ba)GydF4y2Ba2.GydF4y2Ba/高压GydF4y2Ba[21]。所以（αHE）之间的直线图GydF4y2Ba1/2GydF4y2Ba（α是吸收系数）与GydF4y2Ba光子能量（GydF4y2Ba高压)GydF4y2Ba在450-750 nm波长范围内，将提供光学带隙值(EGydF4y2BaGGydF4y2Ba）.虽然PLD和PLD- m沉积的薄膜在相同的条件下生长，但图GydF4y2Ba保证GydF4y2Ba6表明采用PLD-M生长的CdS薄膜的能带能为2.56 eV，其中E值较高GydF4y2BaGGydF4y2Ba这可能与微晶尺寸或较短的沉积时间有关。从这个意义上说，AFM数据是一致的，表明薄膜中存在较小的微晶。GydF4y2Ba 
图4.GydF4y2Ba．GydF4y2Ba制备CdS薄膜的AFM图像:a) (1x 1μm)GydF4y2Ba2.GydF4y2Ba)常规PLD和b) (1x 1μmGydF4y2Ba2.GydF4y2Ba) PLD-M。GydF4y2Ba 
图5.GydF4y2Ba．GydF4y2BaCD膜的拉曼光谱，沉积PLD常规和PLD-M。GydF4y2Ba 
图6.GydF4y2Ba．GydF4y2Ba块GydF4y2Ba(GydF4y2BaαHV）GydF4y2Ba2.GydF4y2Ba与GydF4y2Ba光子能量（GydF4y2Ba高压GydF4y2Ba)，显示光学带隙。a)用于可编程逻辑器件的CdS薄膜为2.44 eV; b)用于可编程逻辑器件的CdS薄膜为2.56 eV。GydF4y2Ba 结论GydF4y2Ba图5显示了通过常规PLD生长的薄膜与通过PLD-M生长的薄膜的纵向光学LO模式的波数比较。拉曼光谱拟合了洛伦兹线型，以找到峰值位置和半最大值处的全宽（FMHM）。在302 cm左右观察到两个峰值GydF4y2Ba-1GydF4y2Ba和596厘米GydF4y2Ba-1GydF4y2Ba拉曼峰位于302厘米处GydF4y2Ba-1GydF4y2Ba归因于AGydF4y2Ba1.GydF4y2Ba(LO)声子在CdS[18]和峰值在596 cmGydF4y2Ba-1GydF4y2Ba归因于aGydF4y2Ba2.GydF4y2Ba(LO)声子[19]。峰值的FMHM为19厘米GydF4y2Ba-1GydF4y2Ba这比CdS单晶（6.5厘米）大得多GydF4y2Ba-1GydF4y2Ba),GydF4y2Ba尽管这通常意味着GydF4y2Ba膜的结晶度较差，XRD谱图上清晰的峰表明膜的结晶性较好，因此较高的FWHM可归因于沉积膜[20]的多晶效应。GydF4y2Ba 上述结果表明，这种设计的可编程逻辑器件不仅是一种适合于CdS薄膜生长的方法，而且还改进了低成本、低污染的技术，使腔室和操作人员以及在制造过程中使用商业材料。欧洲杯足球竞彩TGydF4y2Ba用这种设计得到的薄膜均匀、均匀，无孔。GydF4y2Ba 确认GydF4y2Ba这项工作得到了CGPI-IPN, Proj的资助。没有。20060505。感谢F. Chale Lara和J. Zapata Torres的技术帮助。GydF4y2Ba 参考文献GydF4y2Ba1。GydF4y2BaF. El-Akkad, M. A. Naby，“射频溅射CdS薄膜的特性”，太阳能材料，18欧洲杯足球竞彩GydF4y2Ba,GydF4y2Ba151 - 158(1989)。GydF4y2Ba 2。GydF4y2BaS. Chandra, R. K. Pandley和R. C. Agrawal，“利用化学浴沉积CdS薄膜的光电电化学电池的太阳能转换”，J. Phys。D::。物理。GydF4y2Ba,GydF4y2Ba13.GydF4y2Ba,GydF4y2Ba1757 - 1760(1980)。GydF4y2Ba
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