In Situ niskotemperaturowe osadzanie w kąpieli chemicznej cienkich folii CdS bez ograniczenia grubości: właściwości strukturalne i optyczne

Streszczenie

w niniejszej pracy cienkie folie CdS zostały osadzone przy użyciu techniki osadzania w kąpieli chemicznej (CBD). Różne parametry syntezy, takie jak liczba przebiegów, czas osadzania i temperatura postannealingu, są badane i optymalizowane w celu uniknięcia zjawiska przesycenia i osiągnięcia wzrostu w niskiej temperaturze. Cienkie folie CdS o strukturze sześciennej, zorientowane wzdłuż kierunku (111) o jednolitej i gładkiej powierzchni, zostały osadzone za pomocą procesu wzrostu CBD bez obróbki wyżarzania. Opierając się na zestawie obserwacji eksperymentalnych, pokazujemy, że zjawisko nasycenia roztworu można uniknąć, jeśli Osadzanie jest wykonywane w kilku cyklach w krótkim czasie osadzania. W całej technice CBD możliwe jest nie tylko pokonanie jakiegokolwiek ograniczenia grubości folii, ale także uprawa filmów CdS w jednym etapie technologicznym w niskiej temperaturze i bez obróbki wyżarzania po osadzaniu. Folie CdS o doskonałej jakości strukturalnej i kontrolowanej grubości uzyskuje się, gdy temperatura kąpieli osadzającej jest ustalona na 65°C. Ponadto osadzone folie wykazują przepuszczalność optyczną w zakresie od 70 do 95% w zależności od parametrów syntezy, przy energii szczeliny pasma około 2,42 eV. Proces opracowany w tej pracy może być przydatny do osadzania folii CdS na elastycznych podłożach.

1. Wprowadzenie

cienkie folie półprzewodnikowe wykazują duży potencjał w zastosowaniach związanych z ochroną środowiska i energią dzięki ich bogatym unikalnym cechom . Wśród tych filmów, płyty CD zwróciły uwagę środowiska badawczego ze względu na ich wyjątkowe właściwości optoelektroniczne, które obejmują dużą szczelinę pasma bezpośredniego (2,42 eV w temperaturze pokojowej), doskonałe właściwości optyczne i elektroniczne oraz wysoką stabilność chemiczną . Ponadto związek CdS jest jednym z najbardziej odpowiednich partnerów dla heterojunction ogniw słonecznych jako warstwa okienna, gdy jest stosowany w połączeniu z warstwami absorbera, takimi jak tellurek kadmu (CdTe), selenek/siarczek galu miedzi indu (CIGS), kesteryty (CZT) lub perowskity jako warstwa transportu elektronów . CdS ma również potencjalne zastosowania w kilku dziedzinach , takich jak fotokataliza , laser, diody elektroluminescencyjne i tranzystory polowe .

cienkie folie CdS można syntetyzować przy użyciu kilku technik osadzania za pomocą różnych metod fizycznych i chemicznych , takich jak epitaksja wiązki molekularnej (MBE), rozpylanie , odparowanie termiczne , piroliza natryskowa , osadzanie w kąpieli chemicznej , adsorpcja i reakcja kolejnych warstw jonowych oraz elektrod . Wśród tych technik osadzanie kąpieli chemicznych (CBD) jest prostą i tanią metodą, która może wytwarzać jednolite i przylegające folie o dużej powierzchni . Następnie metoda ta została przyjęta w celu przygotowania cienkich warstw CdS przedstawionych w niniejszym badaniu. Zgodnie z wcześniejszymi pracami, jakość cienkich folii CDs przygotowanych techniką CBD zależy w dużym stopniu od różnych parametrów syntezy, takich jak czas osadzania, temperatura kąpieli i wyżarzania, kompleks środka amoniakalnego i stężenia odczynników chemicznych,

niestety, próbując zsyntetyzować cienkie folie CDs za pomocą CBD, na ogół występują dwa główne problemy: (i) obróbka postannealingowa, która jest klasycznym, niezbędnym etapem poprawy krystaliczności filmu , zwykle indukująca silną dyfuzję termiczną Cd i zapobiegająca rozszerzaniu osadzania CdS na elastyczne podłoża, oraz (ii) ograniczenie grubości folii, które przypisuje się zjawisku przesycenia roztworem . Aby przezwyciężyć te problemy, proces syntezy został przeprowadzony w kilku cyklach. Na podstawie pomiarów eksperymentalnych pokazujemy, że” liczba przebiegów ” jest kluczowym parametrem, który silnie wpływa na właściwości strukturalne, optyczne i morfologiczne syntetyzowanych cienkich warstw CD. W porównaniu do wielu zgłoszonych prac , uzyskane wyniki eksperymentalne pokazują, że uzyskanie żądanej grubości warstwy jest możliwe tylko poprzez kontrolowanie liczby cykli i/lub czasu osadzania. W związku z tym, gdy te dwa parametry są zoptymalizowane, można uniknąć problemu przesycenia rozwiązania, obserwowanego w literaturze. Ponadto , w przeciwieństwie do zgłoszonych prac, technika ta pozwala na uprawę folii in situ, w jednym etapie technologicznym, w niskiej temperaturze i bez obróbki wyżarzania postdeposition. W związku z tym proces opracowany w tej pracy jest uważany za odpowiedni kandydat, gdy dąży się do osadzania folii CdS na elastycznych podłożach stosowanych w wbudowanych systemach elektronicznych.

2. Detal eksperymentalny

cienkie warstwy CdS stosowane w tym badaniu są hodowane w wyniku reakcji heterogenicznej, na podłożu szklanym o wymiarach 25 mm × 15 mm, techniką CBD. Dwa rozwiązania nazwane A i B zostały najpierw przygotowane oddzielnie. Roztwór a, uważany za źródło kadmu, otrzymuje się przez zmieszanie 10-2 m CdCl2 i 3,6 × 10-2 m NH4Cl, podczas gdy roztwór B, uważany za źródło siarki, jest mieszaniną 1,7 × 10-2 SC (NH2)2 i 3,6 × 10-2 m NH4Cl. Obie mieszaniny przygotowano w rozpuszczalniku wodnym w temperaturze pokojowej. Następnie podgrzewa się je indywidualnie w temperaturze 45°C w łaźni wodnej, aż staną się przezroczyste, a następnie miesza się pod ciągłym mieszaniem magnetycznym (300-400 obr. / min) w celu uzyskania roztworu C. Przed osadzaniem podłoża szklane oczyszczano ultradźwiękowo w acetonie i etanolu, płukano w wodzie destylowanej, suszono na powietrzu, a następnie zanurzano pionowo w roztworze C za pomocą uchwytów z pleksiglasu. Nasza metoda osadzania polega na ustabilizowaniu temperatury kąpieli chemicznej (roztwór C) i podłoża przy odpowiedniej wartości (65°C ± 3°C), a następnie dodaniu amoniaku kropla po kropli w celu utrzymania pH na poziomie około 10. Zaraz po tym kolor roztworu zmienia się z przezroczystego na pomarańczowy, wskazując początek wzrostu płyt CD. Po odpowiednim czasie osadzania uzyskuje się pierwszy bieg. Kolejne biegi były wykonywane w tych samych warunkach, co pierwsze. Warto zauważyć, że między dwoma kolejnymi seriami rosnące folie nie są poddawane żadnej pirolizie termicznej ani obróbce postannealingowej, ale są poddawane jedynie obróbce ultradźwiękowej w celu usunięcia słabo przylegających cząstek CdS na ich powierzchni, a następnie suszone na powietrzu. Warunki przygotowania wyżarzanych cienkich warstw CdS przedstawiono w tabeli 1. Po etapie przygotowania strukturę filmu określa się za pomocą Dyfraktometru rentgenowskiego PANalytical X ‘ Prert Pro, wykorzystującego źródło promieniowania CuKa (1,5406 Å). Skaningowa mikroskopia elektronowa sprzężona z EDS (Quanta 200) służy do obserwacji morfologii powierzchni i wykonywania analizy składu chemicznego filmów. Przepuszczalność optyczną mierzy się w temperaturze pokojowej za pomocą spektrofotometru Lambda 900 PerkinElmer w zakresie 300-1100 nm.

3. Wyniki i dyskusje

w osadzaniu w kąpieli chemicznej amoniak jest czynnikiem kompleksującym, który kontroluje uwalnianie jonów metalu (Cd2+) i siarki (S2−) w roztworze alkalicznym. Klasyczny mechanizm wzrostu można podsumować następującymi reakcjami chemicznymi: (1)roztwór kompleksu Amino-kadmowego równowaga: powstawanie zapobiega wytrącaniu .(2) hydroliza tiomocznika w środowisku alkalicznym:gdzie jony SH są w równowadze z wodą i dają jony S2 zgodnie z tym równaniem: (3) Tworzenie siarczku kadmu:

globalna reakcja tworzenia CdS może być podsumowana jako

3.1. Analiza statyczno-wytrzymałościowa

Fig. 1 przedstawia wzory Xrd cienkich warstw CdS osadzonych w kilku cyklach (1-5 cykli) w różnych czasach osadzania (1-15 min). Każde osadzanie charakteryzuje się liczbą przebiegów i czasem osadzania każdego przebiegu. Tylko pik na 2θ równy 26,81°, odpowiadający (111) planowi struktury sześciennej CdS, jest obserwowany dla wszystkich filmów. Jest oczywiste, że intensywność obserwowanego piku zależy silnie od liczby przebiegów i / lub czasu osadzania. Najwyższa intensywność jest rejestrowana, gdy proces jest wykonywany w 5 cyklach po 5 min. Aby osiągnąć lepsze wyniki, zmienność jakości krystalicznej jako funkcji tych dwóch parametrów jest badana za pomocą współczynnika krystalicznego (R) określonego następującym równaniem:gdzie jest (111) intensywnością szczytową przy określonej liczbie cykli i czasie osadzania oraz jest najniższą (111) intensywnością szczytową uzyskaną dla próbki zsyntetyzowanej w jednym cyklu w ciągu jednej minuty.

zmiana stosunku krystalicznego (), wyprowadzona z fig. 1, jako funkcja liczby przebiegów i czasu osadzania jest zilustrowana na fig. 2 (a). Pokazuje to wyraźnie, że niezależnie od czasu osadzania, wszystkie folie CdS zdeponowane tylko w jednym cyklu mają niskie współczynniki krystaliczne wskazujące na słabą krystaliczność tych filmów. Takie zachowanie można przypisać amorficznej strukturze szklanego podłoża . Jednak rysunek pokazuje również, że (111) szczytowa intensywność każdej próbki rośnie szybko wraz ze wzrostem liczby cykli. Obserwowaną poprawę krystaliczności filmu przypisuje się (i) wzrostowi ilości materiału w miarę zwiększania się liczby cykli i/lub (ii) osadzanie przeprowadza się na warstwie buforowej, która już została skrystalizowana. Jeśli chodzi o oś “czasu osadzania”, na fig .2(a) można wyraźnie wyróżnić dwa regiony: (i) obserwuje się region stanu roztworu koloidalnego, gdy czas osadzania jest krótszy niż 5 minut, w którym cienkie warstwy CdS powstają w całym mechanizmie wzrostu zarodkowania. W rzeczywistości, tuż po dodaniu amoniaku, jądra są najpierw tworzone na powierzchni podłoża, a następnie uprawiane przez dyfuzję i ostatecznie ściśle adsorbowane w celu utworzenia filmu(patrz rysunek 2 (b)). W tym regionie obserwuje się wzrost stosunku krystalicznego wraz ze wzrostem czasu osadzania do 5 min, co stanowi optymalny czas osadzania. Ten aspekt został również zgłoszony przez wielu autorów . ii) Region stanu osadu koloidalnego zachodzi, gdy czas osadzania przekracza 5 min. Jest on inicjowany przez pojawienie się zjawiska przesycenia roztworu, w którym wytrącone cząstki dochodzą do sproszkowania stosunkowo rosnącej folii(patrz rysunek 2 (c)), co prowadzi do zmniejszenia zarówno grubości folii, jak i stosunku krystalicznego, jak zaobserwowano doświadczalnie. Podobne zachowanie zaobserwowano przez Tec-Yam et al. . Na podstawie tych wyników możemy stwierdzić, że osadzanie w kolejnych seriach, z czasem osadzania mniejszym lub równym 5 min, jest korzystne, aby uniknąć zjawiska przesycenia roztworu. 2(a) za optymalny czas osadzania uważa się 5 min, co pozwala na tworzenie warstw CdS o najlepszej krystaliczności.

Rysunek 2

(a) zmiana stosunku krystalicznego w funkcji liczby przebiegów i czasu osadzania. Schematyczne przedstawienie Stanów wzrostu: (b) stan roztworu koloidalnego i (c) Stan osadu koloidalnego.

Rysunek 3(A) ilustruje wzory Xrd odpowiadające cienkim warstwom CD w stanie zdeponowanym (próbka A) i wyżarzanym w atmosferze powietrza (próbki: B, C, D i E) w ciągu 1 godziny. Wysoce intensywny pojedynczy pik w temperaturze 26,55° jest jednocześnie obserwowany dla warstwy zdeponowanej, a także dla wyżarzonej w temperaturach niższych lub równych 400°C. Ogólnie rzecz biorąc, to położenie atomowe można przypisać sześciokątnej lub sześciennej strukturze fazy CdS. Jednak w porównaniu z kartą JCPDS o numerze 80-0019 i zgodnie z sugestią Mahdiego i wsp. , brak pików (100) i (101) we wzorze(Rysunek 1 (A)) potwierdza powstanie zorientowanej (111) sześciennej struktury CdS. Jak pokazano na fig. 3 (b), tylko nieznaczny wzrost intensywności (111) jest zauważany, gdy temperatura wzrasta do 400°C. sugeruje to, że krystalizacja osadzonej folii jest osiągana w całej kinetycznej reakcji powierzchniowej jonów Cd2+ i S2-pod wpływem temperatury kąpieli i substratu, który utrzymuje się w temperaturze 65°C. Natomiast film wyżarzony w temperaturze 550°C wykazuje dramatyczną redukcję intensywności CdS (111) i pojawienie się innych głównych pików znajdujących się w pozycjach 32,83° i 38,07°. W porównaniu z kartą JCPDS o numerze 78-0653, dwa późniejsze piki wskazują na powstawanie faz CdO, które są przypisywane utlenianiu CdS. Utlenianie to miało miejsce, ponieważ wyżarzanie przeprowadzono w atmosferze tlenu . Następnie możemy stwierdzić, że obróbka wyżarzania nieznacznie poprawia krystaliczność, gdy temperatura jest poniżej 400°C; niemniej jednak, staje się destrukcyjny i prowadzi do powstawania innych faz, gdy temperatura jest wyższa niż 400°C.

zgodnie z danymi XRD planu CdS (111), wielkość krystalitu można obliczyć według następującego wzoru Scherrera:gdzie (1,5406 Å) jest długością fali promieniowania rentgenowskiego, jest kątem Bragga i jest pełną szerokością przy połowie maksimum (FWHM) piku dyfrakcyjnego w radianach. Rysunek 3 (c) przedstawia zmienność krystalytu CdS w stosunku do temperatury wyżarzania. Przy podwyższeniu temperatury wyżarzania do 400°C nie obserwuje się znaczącej zmiany średniej wielkości krystalytu (około 30 nm). tymczasem próbka E, która jest wyżarzana w temperaturze 550°C, wykazuje bardzo mały rozmiar krystalytu wskazujący na drastyczne zjawisko rozkładu CdS do fazy CdO. Obserwacje te wyraźnie pokazują, że nasz proces pozwala na osadzanie folii CdS o dobrej krystaliczności bez późniejszego wyżarzania. W ten sposób możliwe jest zarządzanie osadzaniem płyt CD w niższej temperaturze na podłożach, nawet tych, które są niestabilne w wysokich temperaturach, zwłaszcza elastycznych.

3.2. Badanie morfologiczne

w celu zbadania wpływu wyżarzania na cechy morfologiczne cienkich warstw CdS, Fig. 4 przedstawia sem powierzchni próbek a (fig. 4 (a)) I D (Fig.4(b)). W obu próbkach jednorodne rozkłady ziaren nanometrycznych pokrywają równomiernie powierzchnie. Ziarna są gładkie i gęste, a przed i po obróbce wyżarzania nie obserwuje się wyraźnych zmian morfologicznych.

(a)

(b)

(a)
(b)

Rysunek 4

mikrografy sem cienkich warstw CdS: a) jako zdeponowane (próbka a) i B) wyżarzone w temperaturze 400°C (próbka D).

Rysunek 5 przedstawia mikrofotografie SEM (a, b i c) oraz przekrojowe widoki cienkich folii CD przygotowanych w różnej liczbie przebiegów (1, 3 i 5 przebiegów). Wybrano optymalny czas osadzania wynoszący 5 min. Mikrografy wykazują gęste struktury oraz gładkie i stosunkowo pozbawione pustek powierzchnie. W każdej próbce ziarna są dobrze zdefiniowane, kuliste i jednorodne. Warto zauważyć, że wzrost liczby biegów nie ma znaczącego wpływu na wielkość ziarna. Tymczasem na powierzchni nadal obserwuje się kilka aglomerowanych cząstek; fakt ten prawdopodobnie przypisuje się lekkiemu nasyceniu roztworu pod koniec czasu osadzania (dla każdego cyklu). Na podstawie obrazów sem o przekrojach poprzecznych zmierzono wartości grubości folii 180, 320 i 580 nm odpowiednio dla 1, 3 i 5 serii. Te ostatnie wartości są bardzo zbliżone do wartości uzyskanych z widm transmitancji (Rysunek 6).

Rysunek 6

zmiana grubości folii w funkcji liczby przebiegów i czasu osadzania.

3.3. Analiza spektroskopii dyspersyjnej energii (EDS)

wyniki analizy EDS przeprowadzonej na strukturze CdS (widmo “a”) i cząstek aglomerowanych (widmo “b”) przedstawiono na fig.7. Tabela 2 przedstawia średni skład chemiczny (masa i procent atomowy)obu obszarów. Wydaje się, że oba obszary składają się z Cd i S z pewnymi dodatkowymi pikami Si, O, Al, Na i Mg, które są przypisywane pierwiastkom chemicznym podłoża szklanego. Oczywiste jest, że średni procent atomowy S / Cd dla obu badanych stref mieści się w stosunku stechiometrycznym zbliżonym do około 0,97.

(a)

(b)

(a)
(b)

Rysunek 7

analiza EDS przeprowadzona na strukturze CdS (widmo “a”) i cząstek aglomerowanych (widmo b).

3.4. Charakterystyka Optyczna

3.4.1. Obliczanie grubości folii

w oparciu o grubość folii () oblicza się z marginesów interferencji transmisji między 530 a 1100 nm przy użyciu następującego równania:gdzie i są współczynnikami załamania światła odpowiadającymi dwóm sąsiednim maksymom (lub minimom) przy długościach fal odpowiednio i.

dla dwóch sąsiednich skrajności widma transmitancji (max–max lub min–min) i dla dwóch sąsiednich skrajności (max–min lub min–max) .

współczynnik załamania () folii nad przezroczystym obszarem można obliczyć za pomocą where jest współczynnikiem załamania podłoża (w naszym przypadku) i jest podawany przez where I są wartościami transmisyjnymi przy maksymach i minimach krawędzi interferencyjnych i jest współczynnikiem załamania podłoża szklanego (). Wartości współczynnika załamania światła i cienkiej warstwy CdS (3 przebiegi, 5 min) wynoszą 2,11 i 2,06.

3.4.2. Przepuszczalność, Grubość, szczelina pasma optycznego i Absorbancja cienkich folii CdS

Fig.8 przedstawia widma przepuszczalności optycznej cienkich folii CdS w zakresie długości fal 300-2000 nm. Próbki A, B, C, D i E są wysoce przezroczyste (~80%) w widocznych i bliskiej podczerwieni obszarach widma elektromagnetycznego i wykazują ostre odcięcie przy około 550 nm. Dlatego nie uzyskuje się dodatkowej poprawy przepuszczalności folii przez etap wyżarzania. Zmierzone średnie przepuszczalności i grubości warstwy złożonej i wyżarzonej przedstawiono w tabeli 3. Wysoka średnia przezroczystość (~80%) i pojawiające się frędzle interferencyjne w obszarach widzialnych i bliskiej podczerwieni wszystkich filmów CdS (z wyjątkiem 550°C) świadczą o tym, że światło jest mniej rozproszone, a powierzchnie filmu są gładkie i jednorodne o bardzo podobnej grubości około 254 nm . Gdy temperatura wyżarzania osiągnie 550°C, ponownie zauważalny jest drastyczny spadek przepuszczalności Optycznej (70%) i grubości (219 nm). Jak wykazano powyżej w analizie XRD, obserwowane zmiany w wysokiej temperaturze wyżarzania są przypisywane rozkładowi folii CdS do fazy CdO.

szczelina pasma optycznego () filmów CdS została oszacowana przez założenie bezpośredniego przejścia między pasmami walencyjnymi i przewodzącymi z wykresu funkcji energii fotonu zgodnie z wyrażeniem, gdzie jest energią fotonu, jest współczynnikiem absorpcji i jest stałą. określa się przez ekstrapolację liniowej części widma na zero współczynników absorpcji. Punkt przecięcia na osi energetycznej daje wartość energii szczeliny pasma. Jak można wywnioskować z fig. 8, nie obserwuje się znaczącej zmiany wartości szczeliny pasma optycznego (około 2,41 eV) między warstwami złożonymi i wyżarzonymi (do 400°C). Jednak energia szczeliny pasma 2,24 eV uzyskana dla filmu wyżarzonego w temperaturze 550°C dobrze pasuje do zgłoszonej wartości szczeliny pasma CDO .

Rysunek 9 przedstawia widma transmisji, w zakresie długości fal od 300 do 1100 nm, filmów CD-ROM przygotowanych przy różnej liczbie przebiegów i czasie osadzania. Przy zwiększaniu liczby biegów z 1 do 5 Średnia transmisja przy długości fali większej niż 500 nm zwiększa się odpowiednio z 55 do 91%, 80 do 94% i 74 do 86%, gdy czasy osadzania wynoszą odpowiednio 1 min (Fig.9(a)), 5 min (Fig. 9(b)) i 15 min (Fig. 9(c)). Najwyższa przepuszczalność optyczna (94%) jest rejestrowana, gdy osadzanie odbywa się w 4 cyklach po 5 min. Natomiast wszystkie cienkie folie CdS osadzone w dowolnym czasie osadzania (1, 5 lub 15 min) wykazują silny ogon transmisyjny w zakresie 300-500 nm, co wskazuje, że Folie są cieńsze przy słabej krystaliczności . Jednak gdy liczba przebiegów zmienia się od 2 do 5, Wszystkie widma wykazują ostry spadek na krawędzi pasma, który jest przesunięty w kierunku dłuższych fal, gdy liczba przebiegów wzrasta. To obserwowane przesunięcie jest prawdopodobnie spowodowane wzrostem grubości folii, jak to zostało zgłoszone przez wielu autorów . Jednak postrzegane frędzle interferencyjne świadczą o jakości filmu i pomagają oszacować grubość warstwy CdS.

Rysunek 6 przedstawia zmianę grubości folii w funkcji liczby cykli i czasu osadzania. Oczywiste jest, że niezależnie od liczby przebiegów, (i) grubość folii wzrasta w zależności od czasu osadzania do 5 minut, ponieważ w tym zakresie czasu osadzania folia rośnie w stanie roztworu koloidalnego. Szacowane grubości Filmów na 5 min wynoszą 190, 280, 332, 462 i 564 nm, gdy liczba cykli wynosi odpowiednio 1, 2, 3, 4 i 5 cykli. (ii) grubość folii jest nieznacznie zmniejszona, gdy czas zmienia się od 5 do 15 minut. To dziwne zachowanie jest spowodowane zjawiskiem przesycenia roztworu, które miało miejsce w stanie koloidalnego osadu, w którym wytrącone cząstki dochodzą do stosunkowo sproszkowania rosnącej folii.

dlatego Wyniki przedstawione na fig. 6 mają ogromne znaczenie dla rozwoju folii CdS o pożądanej grubości bez zjawiska przesycania. Z jednej strony zaleca się 5 minut jako zoptymalizowany czas osadzania. Z drugiej strony, Liczba przebiegów może być zmieniana, aby osiągnąć żądaną grubość folii.

wartości szczeliny pasma () cienkich warstw CdS przygotowanych przy różnej liczbie cykli i czasie osadzania podano w tabeli 4. Zauważalne jest wyraźne zmniejszenie szczeliny pasma, ponieważ czas osadzania jest zwiększany do 5 minut dla wszystkich serii. Zaobserwowana zmiana jest prawdopodobnie spowodowana (i) wzrostem grubości folii (ryc. 6) i / lub (ii) poprawą krystaliczności folii .

widmo absorbancji cienkich folii CdS wyżarzanych w różnych temperaturach przedstawiono na fig.10(a), natomiast widmo folii przygotowanych w różnej liczbie cykli po 5 minut przedstawiono na fig. 10(b). Nie obserwuje się wyraźnej różnicy między widmami absorbancji warstw zdeponowanych i wyżarzanych w temperaturze do 400°C. Odwrotnie, folia wyżarzona w temperaturze 550°C wykazuje drastyczną redukcję absorbancji między 300 a 450 nm, co wskazuje na przejście fazowe. Z drugiej strony, Rysunek 10 (b) wskazuje na wzrost intensywności absorbancji wraz ze wzrostem liczby przebiegów. Jak pokazują wyniki XRD, zachowanie to jest prawdopodobnie przypisywane poprawie krystaliczności filmu.

4. Wniosek

cienkie folie CD, o dobrych właściwościach strukturalnych i morfologicznych, zostały z powodzeniem zsyntetyzowane przy użyciu techniki CBD bez żadnego leczenia postannealingowego. Energia pasma wynosiła około 2.42 eV z 70 do 95% przepuszczalności optycznej w zakresie widzialnym. Głównym odkryciem tej pracy jest pokazanie doświadczalnie, że wykonywanie osadzania CBD w “kilku cyklach zoptymalizowanego czasu” pozwala uniknąć zjawiska rozwiązania przesycenia, które stanowi główny problem nieuwzględniony przy próbie kontrolowania grubości osadzonych folii. Dlatego też, przyjmując ten oparty na CBD Proces, możliwe jest nie tylko przezwyciężenie wszelkich ograniczeń grubości folii, ale także uprawa folii CdS w jednym etapie technologicznym w niskiej temperaturze roztworu (60°C). Uważamy, że ta technika toruje drogę do osadzania cienkich warstw na kilku elastycznych podłożach wymaganych w osadzonym polu elektronicznym.

dostępność danych

ujawnienie

badania przeprowadzono w ramach pracy doktorskiej na Uniwersytecie Mohammeda V-Wydział Nauk, we współpracy z Narodowym Centrum Badań Naukowo-Technicznych (CNRST), Rabat, Maroko.

konflikty interesów

autorzy oświadczają, że nie występują w nich konflikty interesów.

podziękowania

autorzy pragną z wdzięcznością podziękować Narodowemu Centrum Badań Naukowo-Technicznych (CNRST) oraz pracownikom Wydziału UATRS za wykorzystanie ich sprzętu i pomoc techniczną.