influence of evaporation conditions on the structure of the polycrystalline lead iodide films

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1、第D’卷第!&期#&&$年!&月物理学报F:6+D’，Z:+!&，TA[:)?，#&&$!&&&2%#.&O#&&$OD（’!&）O’&#E2&DWRKW(XYV*RWV*Z*RW##&&$R95;+(97]+V:A+"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""蒸发条件对碘化铅多晶薄膜结构的影响!!）"#）!）#）李玉红贺德衍张宇李振生!）（兰州大学核科学与技术学院，兰州$%&&&&）#）（兰州大学物理科学与技术学院，兰州$

2、%&&&&）（#&&$年!月%!日收到；#&&$年%月!’日收到修改稿）采用真空蒸发法在普通玻璃上制备了()*#多晶薄膜+研究了蒸发速率、蒸发源与衬底距离、薄膜厚度以及衬底温度等实验条件对所制备()*#多晶薄膜结构的影响+利用,射线衍射仪和扫描电子显微镜对样品进行了测试+结果表明，在衬底温度为室温时得到（&&!）择优取向的多晶()*#薄膜，即沿!轴垂直衬底方向取向生长的薄膜+当衬底温度升高时，薄膜的择优取向逐渐由（&&!）转向（&&%），且晶体颗粒变大+薄膜中的内应力随衬底温度的升高而降低+关键词：蒸发速率

3、，衬底温度，碘化铅薄膜，多晶结构，真空蒸发!"##：$%’&-，.#/&0响具有实际意义+本文研究蒸发速率、蒸发源与衬底!B引言距离、薄膜厚度以及衬底温度等实验条件对()*#多晶薄膜结构的影响+用高纯锗和硅制造的半导体探测器虽然取得了巨大的成功，但它们一般只是在低温下表现出优异#B实验的器件性能+开发出在室温甚至高温下工作的半导体探测器具有更重要的意义+碘化铅（()*#）由于具用经过严格清洗的普通光学玻璃做衬底，选用有较大的禁带宽度（"

4、膜料，并将其放在石率（!!!·A3），而且它的组成原子具有较大的墨坩埚中，坩埚两端加直流电压，通过控制石墨坩埚!G!&原子序数（#()CE#，#*CD%），()*#作为室温核探测两端的直流电压对膜料进行加热，在薄膜生长过程器材料一直受到人们的关注［!—D］+近年来，基于非晶中蒸发速率的大小是通过控制加在料舟上的电压来硅基阵列大面积()*多晶薄膜,射线成像传感器以控制的+在蒸发制备薄膜之前，系统预抽真空至!B##J%［’］I!&(4，蒸发过程中保持压强不变+衬底与盛膜及室温核辐射探测器的最新发展成果，使()*

5、迅速#料的料舟之间的距离通过改变衬底架的高低来改成为核探测器及,射线成像传感器的热点材料+变+衬底温度由与衬底平行放置的四个碘钨灯产生制备()*晶体的方法较多，如区域熔炼法，气#进行加热，碘钨灯用钢板做成的盒子封装，避免碘钨相输运法，凝胶法等+由于用这些方法不能大面积生［$］灯发出的光照射样品+长()*晶体，不能满足制造大面积核成像器件的要#用-KL2F薄膜厚度监控仪对薄膜的沉积速率求，因此人们希望通过制造大面积()*多晶薄膜来#和薄膜厚度进行监控+衬底温度用与衬底密切接触代替()*单晶片+溶液生长法以及真

6、空蒸发法都可#的铜2康铜热电偶进行测量，温度误差范围为MDN，以用于制备()*多晶薄膜，与溶液生长法相比较，#控制碳棒的电流大小使衬底以DNO35;的速度升真空蒸发法具有制备高纯、高致密和高均匀性薄膜温+用PO34Q2#/&（&R8S"射线）型,射线衍射仪分析［’，$］的特点+为了得到高质量的()*#多晶薄膜，研究薄膜的晶体结构，用01TU0VL2D’&&&UF型低真空扫在真空蒸发过程中蒸发条件对薄膜结构和性质的影描电子显微镜对样品表面的微观形貌进行了分析+!高等学校博士学科点专项科研基金（批准号：#&&/

7、&$%&&#.）资助的课题+"123456：65789:;<=6>8+?@8+A;#/期李玉红等：蒸发条件对碘化铅多晶薄膜结构的影响B/+>六角()*的标准卡片（CD(.8数据，/$E+!%）#<+!"结果与讨论/"B>$>0’相当接近3图#所示为在衬底温度为室温、蒸发源与衬底距离为#$"%&’、不同蒸发速率下所制备相同厚度的()*+薄膜的,射线衍射（,-.）谱，曲线!和"分别为蒸发速率为/"%0’12和%0’12时所制备薄膜的,-.谱3从图#可以看出当蒸发速率由/"%0’12增大到%0’12时薄膜的择优取

8、向性变好，沿（//#）择优取向，且衍射峰变窄，可以认为()*沿#轴垂直于+衬底，即!，"轴平行于衬底的方向取向生长，（//#）晶面平铺在衬底上3但实验发现当蒸发速率太大时，薄膜的取向性会变差，这可能是由于()*粉末直接+喷射到衬底上，使()*+粉末来不及结晶，形成的薄图+蒸发源与衬底不同距离!$下制备的样品的,-.谱膜仅为粉末的堆积3对!$<#$"%&’的样品，还出现了一个很微弱的()的衍射峰，这可能是由于衬底与