1、中文中文 45004500 字字 文献出处文献出处:Schieber M , Zamoshchik N , Khakhan O , et al. Structural changes :Schieber M , Zamoshchik N , Khakhan O , et al. Structural changes during vaporduring vapor- -phase deposition of polycrystallinephase deposition of polycrystalline- -PbI2 filmsJ. Journal PbI2 filmsJ. J
2、ournal of Crystal Growth, 2008, 310(13):3168of Crystal Growth, 2008, 310(13):3168- -3173.3173. 气相沉积法制备气相沉积法制备 PbI2PbI2 多晶膜时结构的变化多晶膜时结构的变化 M.Schieber, N.Zamoshchik, O.Khakhan, A.Zuck 摘要摘要 碘化铅( 2 PbI）多晶薄膜在001和110方向上的生长，可以利用物理法- 蒸发沉积物法得到，用ITO或者涂上一层金电极做基底。多晶膜的生长方向是由 沉积物的功能决定的，如基底温度和涂层材料，用X射线
3、衍射法和扫描电子显微 镜可以探测到。 沉积在衬底ITO上的4种不同的碘化铅多晶薄膜， 分别命名为A、 B、 C和D，在各自的温度范围内，它们的性质都是稳定的。在生长过程中特征的改变 是由温度的改变来表征的。 而且不同的温度对应的多晶膜在衬底上的特征都能够 被找到，电学性质和探测器响应性能与多晶膜的结构特征的关系进行了总结。 关键词：先导化合物半导体；物理气相沉积；多晶硅沉积。 1.1.引言引言 碘化铅化合物（ 2 PbI）是一种很有前途的材料，作为一个直接转换器用于探测 电离辐射和数字X射线成像。它是一种宽带隙半导体材料（ g E=2.3-2.55eV）与 高分子化合物（461g/
4、mol） ，电阻率为 13 10cm.。由于它有较低的熔点（402） ， 所以可以使用热蒸发技术生长碘化铅多晶膜， 这样他们就能直接沉积在大面积硅 平板薄膜晶体管(TFT)阵列3。一般来说, 2 PbI呈六方晶系结构，晶体由PbI Pb共价键构成，在晶体c轴垂直方向上由弱的范德瓦尔斯力连接，构成（0 0 1） 面 。这个结构产生了 2 PbI的各向异性和多种类型的形成4。 该探测器的应用需要多晶硅薄膜的许多特点，如薄膜四周厚度约200-250纳 米和进入薄膜之内的高位晶体配置。就像最新研究HgI2显示，薄膜被改善接近单 晶体5。 这努力变厚的 （200纳米） PbI2多晶膜在生长过程中取向发生
5、的变化6。 当顶尖的表面非常粗糙而且缺乏优先方位时，薄膜在底部的表面（在基体附近） 的晶粒优先选择（001）方向。正因为晶粒缺少整齐的晶粒取向，产生了晶粒之 间的空隙造成了低的致密度，这种损失的定位对薄膜的电学性质影响很大6。 这个工作的目的是详细地探究衬底条件对PbI2薄膜的生长的影响，特别是衬 底表面变量的影响。 摘要里描述了生长过程中衬底和温度对PbI2多晶膜特征的影 响。晶粒方向对衬底温度有较强的依赖性，而且不同的温度范围影响着晶粒的各 种特征，通过比较多晶膜在ITO和涂金材料做衬底上的生长，表明了在一定温度 范围内，涂层材料对多晶膜生长的影响。薄膜的结构特征和电学性质的关系将在 别处
6、总结7。 2.实验步骤实验步骤 物理气相沉积法通过直接热蒸发制备PbI2多晶膜。商业用的PbI2粉末(纯度 为99.9%)分离纯化得到升华作为研究的源材料。 把粉末放在一个耐热的玻璃坩埚 里，然后放入真空室里，保持压强在 43 1010 托，这个过程要控制系统的源材 料温度和基底温度。把源材料温度加热到200-250，这时PbI2在基底上就被升 华了。在40和220之间的各种不同的温度下，碘化铅多晶膜被沉积在ITO和涂金 玻璃衬底上。由于在加热非晶硅薄膜工艺兼容性的温度限制，因此基底温度不能 超过2308。沉积时间大约为3个小时，所得到的多晶硅薄膜厚度在1-27mm之 间，这取决于基底的温度。 用一个发射误差指示器，高解析度扫描电子显微镜（HR-SEM）研究多晶膜的 形态。采用飞利浦完美与Ka辐射衍射仪1820年对铜(1.54A）实现X射线粉末衍射 （XRD）实验 。扫描角度以0.02为一个阶段从10到70。基于结构分析，将 沉积的多晶膜分为A、B、C和D四类，根据生长的条件（基底温度） ，具体如表1 于图1。 表1： 在不同的基片温度（ s T） ，
