PLD法制备NiO薄膜及结构和形貌的研究-论文.pdf

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1、第50卷第2期真空VACUUMVo1．50．No．22013年3月Mar．2013PLD法制备NiO薄膜及结构和形貌的研究汪礼柱，梁金，何晓雄，梁齐(合肥工业大学电子科学与应用物理学院，安徽合肥230009)摘要：利用脉冲激光沉积法(PLD)在si衬底上制备NiO薄膜，利用x射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对所制备薄膜的晶体结构和表面形貌进行表征分析，研究衬底温度和脉冲激光能量对NiO薄膜结构和形貌的影响，得到生长质量较高、择优取向的多晶NiO薄膜的一种最佳制备条件。制备了p-NiO／n—Si异质结器件，I—v特性测试表明，器件具有良好

2、的整流特性。关键词：NiO薄膜；脉冲激光沉积(PLD)；结构；形貌中图分类号：TN304．2；0484文献标识码：A文章编号：1002—0322(2013)02—0022—05GrowthofNiOthinfilmsbyPLDandtheirstructureandmorphologyWANGLi-zhu，LIANGJin，HEXiao—xiong，LIANGQi(SchoolofElectronicScienceandAppliedPhysics，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abs

3、tract：NiOthinfilmswerepreparedonSisubstratesbypulsedlaserdeposition(PLD)．ThecrystallinestructureandsufacemorphologyofthefilmswerecharacterizedbyXRDandAFM．Influnceofthesubstratetemperatureandpulsedlaserenergyonthestructureandmorphologyofthefilmswereinvestigated．Theoptimumprepa

4、rationparameterswereobtainedforgrowthofpolycrystallineNiOthinfilmswithhighqualityandpreferredorientation．TheP-NiO／n-SiheterojunctiondevicewasfabricatedanditsI-Vcurveshowedagoodrectifyingcharacteristic．Keywords：NiOthinfilm；pulsedlaserdeposition(PLD)；structure；morphology氧化镍(nic

5、keloxide，NiO)是具有3d电子结制化学计量比和可外延沉积薄膜等优点。本文利构的过渡金属氧化物ll一1，立方氯化钠结构，是一用PLD法制备NiO薄膜及NiO／Si异质结器件。生种典型的P型宽禁带半导体材料，NiO在室温下长高质量的NiO薄膜是获得具有良好性能的异的禁带宽度为3．6eV4．0eVt蚓。NiO具有独特质结器件的基础。通过改变沉积参数如衬底温度而优良的特性，是一种重要的功能材料，在气敏及脉冲激光能量制备NiO薄膜，对所制备薄膜的传感器、催化剂、电致变色薄膜、锂离子电池电晶体结构和表面形貌等进行表征、分析，确定极、阻变存储器及紫外

6、探测等方面都有着良好NiO薄膜的最佳生长条件。在此基础上，制备的应用前景[6-10]，高质量NiO薄膜的生长及其异p-NiO／n—Si异质结器件，并进行测试分析。质结器件的制备已受到较大关注，相关研究课1实验题具有重要意义。NiO薄膜及其异质结器件制备方法主要有脉冲激光沉积法[11,12]、热蒸发法㈣、1．1靶材制备与基片清洗射频磁控溅射法[14,15,161、溶胶一凝胶法Il7]和化学制备了高纯NiO陶瓷靶材，并研究了其结晶浴沉积法1等。状况。靶材制备的原料采用纯度为99．99％的高脉冲激光沉积(Pulsedlaserdeposition，PL

7、D)纯NiO颗粒。用玛瑙研钵将NiO颗粒研磨成精细具有沉积速率高、生长参数独立可调、可精确控粉末，进行压制成型与高温烧结。利用16T微型收稿日期：2012—10—16作者简介：汪礼柱(1972一)，男，安徽省肥西县人，硕士生。通讯作者：梁齐，副教授，硕士生导师。基金项目：安徽省自然科学基金(11040606M63)。第2期汪礼柱，等：PLD法制备NiO薄膜及结构和形貌的研究．23．压力机将NiO粉末压制成25．4mm×5mm的2结果分析密实圆片，将其放人CVD(G)一05／50／2型高温管式炉中，升温至1300℃后保温2h，即可烧结成陶2．1Ni

8、O靶材的结构表征瓷靶材。图2为所制备的NiO陶瓷靶材的XRD图。经镀膜前，对衬底基片分别进行丙酮和无水乙过与标准NiO的PDF卡片对比分