研究目的
研究锡离子密度对脉冲激光沉积法制备的CdTe:Sn薄膜化学、结构和光学性能的影响。
研究成果
通过脉冲激光沉积(PLD)过程中锡(Sn)与碲化镉(CdTe)等离子体的复合，成功实现了Sn在CdTe基质中的替代掺杂。利用朗缪尔平面探针测量调控Sn等离子体密度，使薄膜中Sn含量在0.1至0.5原子百分比(at.%)范围内变化。拉曼光谱中118 cm-1处振动峰的出现与Sn替代掺入CdTe晶格相关，对应A1对称性的Sn-Te振动模式。计算表明CdTe及CdTe:Sn薄膜的带隙约为1.43 eV。Sn的掺入使六方相CdTe结构产生了(110)晶向择优取向。
研究不足
该研究仅限于锡离子密度对CdTe:Sn薄膜性能的影响，未探讨其他掺杂元素或沉积条件。
1：实验设计与方法选择
在室温下通过脉冲激光沉积法在玻璃基板上生长CdTe:Sn薄膜。通过改变锡靶上的激光能量密度来调节锡离子浓度，同时保持所有沉积过程中CdTe等离子体密度恒定。
2：样品选择与数据来源
在真空环境中同步烧蚀CdTe和锡靶材制备了四组薄膜。采用XPS分析化学成分，XRD分析晶体结构。
3：实验设备与材料清单
使用最大输出能量600 mJ、波长1064 nm、脉宽6 ns、重复频率10 Hz的Nd:YAG激光器。采用偏压-48V的直径6 mm平面朗缪尔探针进行等离子体测量。
4：实验流程与操作步骤
通过分束器将激光束均分为两束，分别聚焦于以15 rpm转速旋转的两个靶材（防止穿孔）。在6×10??托真空环境下进行10分钟沉积。
5：数据分析方法
采用XPS分析化学成分，XRD分析晶体结构，拉曼光谱研究振动行为，紫外-可见分光光度法计算带隙。
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UV-Vis spectrophotometer
Genesys 10uv
Thermo
Used for optical characterization.
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Nd:YAG laser
Used for the ablation process in the pulsed laser deposition.
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Langmuir probe
Used for plasma measurements.
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X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)
PHOIBOS 100
Used to determine the Sn content in the films and Sn oxidation state.
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X-ray diffraction (XRD)
PANalytical Empyrean
Used for structural analysis.
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Raman spectrometer
Horiba Jobin Yvon HR 800
Used for vibrational behavior analysis.
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spectrofluorometer
fluoromax-4
Horiba
Used for photoluminescence (PL) spectroscopy measurements.
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