NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG XỬ LÝ NHIỆT LÊN CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA MÀNG MỎNG OXIT ĐỒNG CHẾ TẠO BẰNG CÔNG NGHỆ LẮNG ĐỌNG ĐƠN LỚP NGUYÊN TỬ Ở ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN
Tóm tắt
Màng mỏng bán dẫn oxit đồng là vật liệu có tiềm năng lớn trong nhiều lĩnh vực khác nhau bao gồm chuyển đổi và lưu trữ năng lượng, cảm biến khí, và xúc tác. Trong nghiên cứu này, chúng tôi trình bày các đặc trưng của màng mỏng CuO được chế tạo bằng công nghệ ALD - lắng đọng đơn lớp nguyên tử ở áp suất khí quyển sử dụng tiền chất Cu(II) acetylacetonate và ozone, cũng như khảo sát ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt lên các tính chất của màng. CuO được lắng đọng thành công trên đế thạch anh và đế SiO2/Si với tốc độ lắng đọng 0,049 nm/chu kỳ ALD. Quá trình xử lý nhiệt trong môi trường không khí ở nhiệt độ 600 °C giúp cải thiện độ tinh thể hóa của màng mỏng CuO. Đặc biệt, màng mỏng CuO được chuyển đổi thành pha Cu2O qua quá trình nung ủ ở 600 °C trong môi trường N2. Các kết quả từ phép đo Hall cho thấy, màng mỏng Cu2O mang đặc tính bán dẫn loại p, với độ linh động μ = 9,1 ×10-3 [cm2V-1s-1] và mật độ lỗ trống p = 4,46 ×1018 [cm-3]. Cùng với đó độ truyền qua của màng tăng từ 10–20% so với màng mỏng ban đầu. Điều này cho thấy, Cu2O là vật liệu hứa hẹn cho lớp chuyển tiếp lỗ trống trong pin mặt trời màng mỏng, trong khi đó CuO có thể được sử dụng để làm lớp hấp thụ ánh sáng trong tế bào quang điện.