本文通过分析304 cm-1、930 cm-1处拉曼峰位的红移进一步证实了Cu掺杂后薄膜晶粒尺寸增大,
通过缺陷程度的变化证明了Cu掺入 晶格间隙的掺杂机理。
激光显微共聚焦拉曼光谱技术是一种无损伤、无接触、灵敏度高的检测手段,通过晶体的拉曼光
谱可以了解晶格内部有关化学键、晶格程度、晶格畸变以及相变等信息,为薄膜在太阳能电池、导
电材料、光电器件、催化、传感等领域的应用提供理论指导与实验依据。
AlD-application note7olix卓立汉光Www.zolix.com.cn卓立现在 着眼未来北京总公司:北京市金桥产业基地联东U谷中区68B(101102) 电话:01056370168上海:02162227575深圳:075583293053成都:02868080921 硫化铟薄膜材料的拉曼光谱研究 【本文作者:分析仪器事业部(AID)应用研发部张丽文工程师】 介绍: 硫化(In,Ss)[1]是一种具有极高潜在利用价值的半导体材料,可作为 CIGS 薄膜太阳能电池的缓冲层材料,并有望作为Cds 缓冲层的替代材料,在光伏与光电器件上有很好的应用前景。In,S,在常温常压下比较稳定,属于立方晶系,具有四面体和八面体的空间结构,并存在高密度的 In空位。 In,Ss般存在α、β、γ3种相,常温下稳定的为β相。 InS内含有大量的 In 空位,这个特点使掺杂的金属原子容易进入 In 空位并与周围的原子成键,进而表现出特定的光学、电学及磁学特性。目前,针对 In,S,薄膜的研究主要集中在材料的制备以及光电性能的测试与分析方面。但对于 In,S,掺杂改性的研究报道较少。 实验: 拉曼光谱技术是一种无损伤、灵敏度高、操作简捷的测试手段,通过拉曼光谱表征掺杂前后 InS,薄膜的拉曼特征峰频移情况,可以对其掺杂机理进行分析与讨论,阐述掺杂对薄膜晶体结构的影响。 试验设备:显微共聚焦拉曼光谱仪系统Finder Vista、Andor iDus416 CCD 探测器;激光器波长为532nm;光谱仪参数:500焦距, 600g/mm;扫描目镜 100X。 拉曼光谱分析: 从图中发可以看出304 cm、930 cm波数处的特征峰随着掺杂发生红移。300 cm的拉曼特征峰代表 In几Ss四面体结构A振动模式。这说明 In,S四面体结构的A振动键长增大,薄膜内四面体结局部空间结构膨胀。 拉曼谱线红移的原因可以解释为晶格膨胀后,原子间距增大,晶格处于相对松弛状态,因此,振动频率降低。对于 图硫化锢的拉曼光谱图 图中(a)为In,S的拉曼光谱图,退火温度300℃;(b)为铜掺杂的In,S的拉曼光谱图,退火温度300℃;((c)为铜掺杂的In,S的拉曼光谱图,退火温度250℃。 Cu 掺入IngS机理,可能存在 Cu 掺入 In 空位或者掺入 InzS。 晶格间隙的两种情况。Cu 间隙掺杂后增大晶粒尺寸,导致晶格出现松弛,反应在拉曼谱上就是304cm°、930cm峰位出现红移。由于 Cu 离子半径小于 In 离子半径,因此,可以通过晶格膨胀引起拉曼红移的现象,确认Cu掺杂后必定存在间隙掺杂的现象,这是薄膜缺陷程度增加的主要原因,而这也是 XRD 测试结果无法证实的。 结论: 本文通过分析304 cm、930 cm处拉曼峰位的红移进一步证实了 Cu 掺杂后薄膜晶粒尺寸增大,通过缺陷程度的变化证明了Cu掺入In,Ss晶格间隙的掺杂机理。 激光显微共聚焦拉曼光谱技术是一种无损伤、无接触、灵敏度高的检测手段,通过晶体的拉曼光谱可以了解晶格内部有关化学键、晶格程度、晶格畸变以及相变等信息,为薄膜在太阳能电池、导电材料、光电器件、催化、传感等领域的应用提供理论指导与实验依据。 ( 参考文献: ) ( [ 1 ]林斯乐, 马 靖,程 树 英.Ag掺 杂 InzS,薄膜的拉曼光谱研究[J].功能材料,2013, 18(44):2724-2726. ) ( [2]冀亚欣. InzS,薄膜的磁控溅射法制备及性能[D].西南交通大学,2012. ) ( 覆盖全 国的 销 售 服 务 网 络为客户提供及时的 技 术支持 和周到的 服务: http : //w ww.zolix.com.cn ) 西安:02988320872 介绍 硫化铟(In2S3 )[1]是一种具有极高潜在利用价值的半导体材料,可作为CIGS薄膜太阳能电池的缓冲层材料,并有望作为Cds缓冲层的替代材料,在光伏与光电器件上有很好的应用前景。 In2S3在常温常压下比较稳定,属于立方晶系,具有四面体和八面体的空间结构,并存在高密度的In空位。 一般存在α、β、r 3种相,常温下稳定的为β 相。In2S3内含有大量的In空位,这个特点使掺杂的金属原子容易进入In空位并与周围的原子成键,进而表现出特定的光学、电学及磁学特性。目前,针对In2S3薄膜的研究主要集中在材料的制备以及光电性能的测试与分析方面。但对于In2S3掺杂改性的研究报道较少。实验 拉曼光谱技术是一种无损伤、灵敏度高、操作简捷的测试手段,通过拉曼光谱表征掺杂前后In2S3薄膜的拉曼特征峰频移情况,可以对其掺杂机理进行分析与讨论,阐述掺杂对薄膜晶体结构的影响。 试验设备:显微共聚焦拉曼光谱仪系统 Finder Vista、Andor iDus416 CCD探测器;激光器波长为532nm;光谱仪参数:500焦距,600g/mm;扫描目镜 100X。 图中(a)为 In2S3的拉曼光谱图,退火温度300℃;(b)为铜掺杂的In2S3的拉曼光谱图,退火温度300℃;(c)为铜掺杂的In2S3的拉曼光谱图,退火温度250℃。拉曼光谱分析 从图中发可以看出304 cm-1、930 cm-1波数处的特征峰随着掺杂发生红移。300 cm-1的拉曼特征峰代表 In2S3四面体结构 振动模式。这说明 In2S3四面体结构的 振动键长增大, In2S3薄膜内四面体结局部空间结构膨胀。 拉曼谱线红移的原因可以解释为晶格膨胀后,原子间距增大,晶格处于相对松弛状态,因此,振动频率降低。对于Cu掺入 In2S3机理,可能存在Cu掺入In空位或者掺入 In2S3晶格间隙的两种情况。Cu间隙掺杂后增大晶粒尺寸,导致晶格出现松弛,反应在拉曼谱上就是304 cm-1、930 cm-1峰位出现红移。由于Cu离子半径小于In离子半径,因此,可以通过晶格膨胀引起拉曼红移的现象,确认Cu掺杂后必定存在间隙掺杂的现象,这是薄膜缺陷程度增加的主要原因,而这也是XRD测试结果无法证实的。结论 本文通过分析304 cm-1、930 cm-1处拉曼峰位的红移进一步证实了Cu掺杂后薄膜晶粒尺寸增大,通过缺陷程度的变化证明了Cu掺入 晶格间隙的掺杂机理。 激光显微共聚焦拉曼光谱技术是一种无损伤、无接触、灵敏度高的检测手段,通过晶体的拉曼光谱可以了解晶格内部有关化学键、晶格程度、晶格畸变以及相变等信息,为薄膜在太阳能电池、导电材料、光电器件、催化、传感等领域的应用提供理论指导与实验依据。
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北京卓立汉光仪器有限公司为您提供《硫化铟薄膜材料中拉曼光谱研究检测方案(激光拉曼光谱)》,该方案主要用于薄膜材料中拉曼光谱研究检测,参考标准--,《硫化铟薄膜材料中拉曼光谱研究检测方案(激光拉曼光谱)》用到的仪器有研究级激光共聚焦拉曼光谱仪Finder Vista