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博碩士論文 etd-1124100-192312 詳細資訊
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論文名稱
Title
CuInSe2摻雜Ge之光電特性研究
The study of optical-electric properties CuInSe2 doping Ge
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
63
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2000-11-14
繳交日期
Date of Submission
2000-11-24
關鍵字
Keywords
分子束磊晶、CuInSe2
CuInSe2, MBE
統計
Statistics
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中文摘要
Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2族化合物為太陽電池的材料; 一般Cu-rich之CuInSe2磊晶薄膜由於CuI n (Cu-on-In-site)的原子錯位(acceptor)和In空位(acceptor)本質點缺陷的存在,故電導型為低電阻的p-type。而在In-rich的CuInSe2薄膜中,當Se的組成為50 %時其電性將由InCu (In-on-Cu-Site)的錯位(donor)和Cu(空位)acceptor來決定。因同時產生兩相反荷電型能階,所以In-rich薄膜的電導特性為高補償性高電阻的n-type。針對In-rich電阻率居高不下,成長時我們在In-rich之CuInSe2薄膜上嘗試摻入Ge藉由其取代In原子形成donor來降低其電阻。我們的實驗結果如下:1.XRD實驗結果:(1)由未摻入Ge的樣品可知,因In的量愈多,使得結晶方向沿(112)面成長趨勢增強。(2)由 摻入Ge的樣品分析結果我們發現摻入Ge的CuInSe2薄膜與不摻雜的薄膜比較之下並無顯著影響。2.將試片以掃描式電子顯微鏡觀察發現Cu-rich區域表面形貌表面點狀的突出物數量更少。在Cu-rich,摻入Ge試片表面沒有顯著的變化;In-rich區域顏色較暗黑且亮,摻入Ge的試片可以很明顯發現試片表面佈滿較多且均勻的長條狀,我們可以判斷摻入Ge只會對In-rich造成表面影響,則Cu-rich影響不大。3.比較過去對CuInSe2薄膜光激光性質的研究結果,在CuInSe2:Ge薄膜的光激光光譜圖中,無法觀察出因摻入Ge所產生能階而出現的特定發光峰。4. In-rich薄膜的電導特性為高補償性(InCu:donor→Vcu:acceptor)高電阻的n-type。而我們希望藉由Ge+4取代In+3原子形成donor來降低其電阻。以四點探針測量薄膜表面電阻率,由其量測結果發現組成Cu/In比0.95→0.92→0.85→0.82電阻率很大,在接定定比組成Cu/In 比0.95→0.97→0.98,電阻率由120.69→1.33→1.21;這項結果顯示越接近定比組成時,電阻率因Ge摻入而有明顯的改變,而偏離定比組成較遠的In-rich薄膜, 由於本身的點缺陷濃度大於摻入Ge的量,電阻率則不受摻雜之影響。


Abstract
CuInSe2 chalcopyrie compound was grown heteroepitaxially on (001)GaAs substrate by molecular beam epitaxy system.
Single-crystalline chalcopyrite films can be obtained by the control of substrate temperature,growth rate,and film composiion.
Phase identification and crystalline orientation of CuInSe2:Ge films were examined by x-ray diffractometer.Surface morphology and microstructure were observed by electron miroscopy.Chemical composition was measured by electron probe microanalyzer.Optical and electrical properties were characterized by photoluminescence measurement,photoreflectance measurement,and four-poin probe method.
目次 Table of Contents
摘要
目錄
附表目錄
附圖目錄
1.前言
2.實驗步驟
2.1CuInSe2薄膜成長
2.1.1分子束磊晶成長系統簡介
2.1.2分子束磊晶生長動力學
2.1.3本實驗所使用之分子束磊晶系統
2.1.4基板處理
2.2磊晶成長
2.2.1 GaAs(001)晶片基板上鍍製CuInSe2摻雜Ge磊晶薄膜
2.2.2 Soda-lime玻璃上鍍製CuInSe2摻雜Ge磊晶薄膜
2.3薄膜分析
2.3.1 X-ray繞射儀
2.3.2掃描式電子顯微鏡-能譜儀
2.3.3電子微探針分析(Electron probe microanalysis)
2.3.4光激光系統(Photoluminescence)
2.3.5表面測量儀(surface profile)
2.3.6四點探針法(Four point probe technique)
3.結果
3.1以GaAs(001)為基板成長CuInSe2摻雜Ge薄膜
3.2以Soda-lime玻璃為基板成長CuInSe2摻雜Ge薄膜
3.3定比組成附近CuInSe2摻雜Ge薄膜
3.4 XRD對CuInSe2薄膜與CuInSe2摻雜Ge薄膜分析
3.5光激光系統對CuInSe2摻雜Ge薄膜分析
3.6四點探針分析
3.7Se對組成關係
4.討論
5.參考文獻

參考文獻 References
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