天天看点

非晶薄膜的纳米晶有何用途?对于光学传感研究有何用意?如何可以证明?硒化铟(In2Se3)是一种半导体硫族化物材料,属于A

作者:启汉圆桌派

非晶薄膜的纳米晶有何用途?对于光学传感研究有何用意?如何可以证明?

硒化铟 (In 2 Se 3 ) 是一种半导体硫族化物材料,属于 A 2 III B 3 VI族,结晶为 Se-In-Se-In-Se 原子,通过 Se 沿 c 轴堆叠成双层。由于其独特的物理特性,它也是最受欢迎的材料,二维 (2D) 材料导致各种潜在的电子和光电设备,例如太阳能电池、光探测器 、相变存储器、气体检测器以及铁电场效应晶体管。

有一种直接带隙材料展示了光伏和光电子,以及巨大的潜在应用。In 2 Se 3薄膜对太阳能电池具有潜在的关注,并作为 CuInSe 2的前体进行了研究,CuInSe 2 是一种光学记录介质 、线性偏振辐射传感器 、宽带光辐射转换器 、肖特基二极管、纳米电子设备以及光电化学电池 。

这些薄膜还可用于处理锂,作为电流源,以及在可见电磁波谱中工作的光电探测器 。 含有 III-VI 的二元化合物的相图很复杂,其晶胞单元的尺寸很大。由于三价和二价原子以多种高能方式相互作用以满足键合要求,因此相图变得模糊。

由于结构堆叠有不同的图案,In 2 Se 3是一种多晶型、复杂的结晶硫属元素化物,与许多金属硫属元素化物一样。迄今为止,已经发现了五个稳定的环境压力相,包括α、β、δ、κ相和缺陷纤锌矿相,使其具有1.3至1.9eV的宽能隙范围。

β相和γ相应该在 200–730 °C 的高度升高的温度范围内共存。因此,具有 Se-In-Se-In-Se 层组成的β -In 2 Se 3具有非常小的 0.46 eV 间接带隙,这被认为是一种有趣的中红外光电探测器构件。另一方面,有序缺陷γ -In 2 Se 3化合物具有更宽的带隙直接为 1.86 eV,增加了其可见性并允许其用于电气应用。

因此,除了开发成功的单相 In 2 Se 3合成工艺之外,还必须做出许多努力。取决于沉积方法和生长参数[18 ], In 2 Se 3薄膜可以形成多种相。

已经发现制备方法可以影响相的类型。衬底在外延生长过程中起着特别重要的作用,例如取向控制器、掺杂源。In 2 Se 3薄膜在结构和光学特性方面尚未得到充分研究。因此,该分析的重点是纳米结构 In 2 Se 3的晶体和形态结构。还考虑了纳米晶 In 2 Se 3薄膜的线性和非线性光学特性。为完成研究目标,In 2构建Se 3 /p-Si结杂化体系并在光作用下进行检测。

样品的微观结构和化学含量使用连接到透射电子显微镜的 EDX 检测器或能量色散 X 射线单元测定。数据经过 Zaf 校正工具处理,从光谱中获得完整的定量分析结果。表1显示了所获得的In 2 Se 3的构成元素的百分比。结果表明 In 2 Se 3具有良好的化学计量,并且还证实了所研究的成分中不存在缺陷元素的可能性。

粉末形式 的In 2 Se 3的X射线粉末衍射、XRD图如图1所示。该图案包含多个不同强度的衍射峰,表明In 2 Se 3粉末为α相多晶,与卡号6的六方相一致。00-034-1279。Fullprof Suite 应用程序用于分析基于 Rietveld 方法并考虑伪 Voigt 函数的In 2 Se 3 的晶胞特性。分析证实 In 2 Se 3lattice 具有空间群 p63/mmcc (194) 的六角形,具有晶格参数;一 =  b  = 4.025AoAo, c  = 19.235AoAo, V  = 269.8699AØ 3Ao3个,α  =β=90 °,γ  =120 °。

结论:

利用 XRD 技术研究 In 2 Se 3薄膜的结晶特性表明该粉末是多晶的,具有六方晶系和 α 相。基于 Williamson-Hall 显示,获得了平均微晶尺寸、微应变和位错密度,发现它们分别为 273.6 nm、4.9 × 10 –3和 1.34 × 10 –5  m -2。吸收边分析表明跃迁类型是直接允许的,能隙为2.25 eV。Wemple-DiDominco 关系用于构建单个振荡器模型,并且发现计算的色散参数具有可比性。

检测到高强度峰 χ( 1 )χ(1个)在 1.87 eV。在黑暗和光照条件下使用J-V方法研究了In 2 Se 3 /p-Si 异质结的电学性质。根据电学实验,异质结表现出良好的整流特性,并且对光照的影响很敏感。基于In 2 Se 3的异质结方法显示了指数陷阱分布,其后很大程度上依赖于绝缘体中陷阱的存在。光电流瞬态特性验证了对光的快速响应和光电探测器应用的适用性。

非晶薄膜的纳米晶有何用途?对于光学传感研究有何用意?如何可以证明?硒化铟(In2Se3)是一种半导体硫族化物材料,属于A
非晶薄膜的纳米晶有何用途?对于光学传感研究有何用意?如何可以证明?硒化铟(In2Se3)是一种半导体硫族化物材料,属于A
非晶薄膜的纳米晶有何用途?对于光学传感研究有何用意?如何可以证明?硒化铟(In2Se3)是一种半导体硫族化物材料,属于A

继续阅读