Cu_(2)ZnSnS_(4)/Bi_(2)FeCrO_(6)半导体异质结的脉冲激光沉积法制备及其光电性能

为充分发挥无机铁电氧化物双钙钛矿Bi_(2)FeCrO_(6)(BFCO)的光电特性,选择P型半导体化合物Cu_(2)ZnSnS_(4)(CZTS)作为空穴传输层与BFCO结合,构建半导体异质结。采用脉冲激光沉积法(PLD)制备得到上述两种多元化合物薄膜,SEM,AFM,EDS及XRD测试结果可证明所得产物形貌均匀致密、且符合化学计量比;原位逐层沉积技术可以抑制异质结界面缺陷和杂质的产生。着重研究了沉积温度及不同基底对薄膜性能的影响。采用基于可见光吸收谱的测试和Tauc方法分别估算BFCO和CZTS薄膜的禁带宽度,结果分别为2.23 eV和1.49 eV。研究结果表明:该异质结具有良好的整流特性;当电场强度在0.5 kV/cm到2.0 kV/cm之间时,结构漏电机制符合Schottky发射模型。

室温脉冲激光原位沉积技术制备Cu_(2)(Zn_(1-x)Fe_(x))SnS_(4)/Bi_(2)S_(3)异质结及其光电性能

采用具有磁性的Fe取代Cu_(2)ZnSnS_(4)(CZTS)中Zn组分,制备Cu_(2)(Zn_(1-x)Fe_(x))SnS_(4)(CZFTS)薄膜。将电子传输层Bi_(2)S_(3)与CZFTS耦合,采用室温脉冲激光沉积技术(RT-PLD)制备了CZFTS/Bi_(2)S_(3)异质结构。研究了Fe掺杂对于CZFTS薄膜形貌、结晶度和吸光度的影响。测试了单层薄膜和异质结构的光电响应特性,实验表明与单层CZFTS薄膜相比,CZFTS/Bi_(2)S_(3)异质结在可见光区域内的光电响应速度至少提高了一个数量级,响应时间缩短至几十ms。