定制氧化薄膜:在热和等离子增强原子层沉积中对氧化剂进行比较研究
Mario Alberto Hidrogo-Rico1, Nicola Nedev2, Paul Horley1
1Centro de Investigación en Materiales Avanzados, S.C. (CIMAV Subsede Monterrey), Alianza Norte 202, Parque de Investigación e Innovación Tecnológica, C.P. 66628 Apodaca, Nuevo León, Mexico.
ACS omega
|January 20, 2025
概括
与氧一起的等离子原子层沉积 (PALD) 产生了优异的氧化 (NiO) 薄膜,显示出高增长率和优异的电和光学性能. 这些优化的NiO薄膜显示了提高矿太阳能电池性能的前景.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 薄膜沉积的情况
- 半导体物理 半导体物理
背景情况:
- 氧化 (NiO) 是一种p型半导体,在电子和光电子领域具有应用.
- 原子层沉积 (ALD) 可以精确控制薄膜生长.
- 优化NiO特性对于先进的设备应用,如太阳能电池至关重要.
研究的目的:
- 研究不同氧化剂和沉积方法对NiO薄膜特性的影响.
- 为了比较NiO合成的热原子层沉积 (TALD) 和等离子体原子层沉积 (PALD).
- 为潜在的太阳能电池应用确定生产高质量的NiO薄膜的最佳条件.
主要方法:
- 使用TALD和PALD从 (II) 乙烯基酸制成薄片.
- 无离子化水 (H2O),臭氧 (O3) 和分子氧 (O2) 被用作氧化剂.
- 薄膜的特征是每周期增长 (GPC),光学透明度,电电阻,载体度,移动性和紫外线光电子光谱 (UPS).
主要成果:
- 氧化剂的选择显著影响了NiO薄膜的性能.
- 使用H2O的ALD导致低GPC和高缺陷度.
- 使用O2的PALD产生了具有高GPC (0.07 nm/循环),高光学透明度和有利的电特性 (电阻1.18 × 10^4 Ω·cm) 的最佳NiO薄膜.
- UPS 测量显示,工作功能和价值带最大值可以通过沉积方法和核心活性剂来调整.
结论:
- 使用O2的PALD是一种有效的方法,用于沉积高质量的NiO薄膜.
- 薄膜的可调节电子特性表明,矿材料可以改进能量带对齐的潜力.
- 这些发现对开发高效的矿太阳能电池充满希望.
