多层金属预制膜硫化法制备CuAlS2薄膜

摘要

先用磁控溅射沉积Cu/Al多层预制膜,再用硫化法制备黄铜矿型CuAlS2多晶薄膜。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱和紫外-可见分光光度计研究了薄膜的物相成分、晶体结构、表面形貌、元素成分和光学性质。多层预制膜降低了CuAlS2的成相温度,从单层[Cu/Al]1膜的750℃下降到[Cu/Al]8的650℃,有效抑制了Cu S杂相的形成。Rietveld分析得到CuAlS2薄膜晶胞参数为a=0.537 10~0.533 27 nm和c=1.033 1~1.033 9 nm,阴离子x轴位置为xS≈1/4。能量色散X射线光谱分析显示Cu、Al和S分布均匀,未检测到其他杂质。CuAlS2薄膜光学带隙为3.8 e V,能带计算表明硫离子位置的改变是禁带宽度增加的主要原因。