光快速热处理对化学水浴法合成的ZnS薄膜的微结构和光学性质的影响

摘要

采用化学水浴法,以乙酸锌、硫脲、氨水和去离子水为反应前驱物制备了ZnS薄膜.采用SEM、XRD、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究了光快速热处理温度(Trtt)对ZnS薄膜的表面形貌、结晶和光学性能的影响,同时对ZnS薄膜的形成机理做了分析.研究结果表明:光快速热处理前后,ZnS薄膜均基本呈非晶态,这显示仅采用氨水做络合剂并不能在硅(100)衬底上制备结晶的ZnS薄膜;随着Trtt的升高,ZnS薄膜的吸收边趋于红移,该红移可归结于薄膜应力的变化;在250 nm的紫外光激发下,as-depo的ZnS薄膜在470 nm附近出现的宽峰可归结于ZnS薄膜表面硫的不饱和sp3轨道引起的空穴陷阱和Zn空位的缺陷.Trtt的升高起初增加了薄膜中的点缺陷,随后由于薄膜内部的原子重新排列导致点缺陷减少.薄膜中的点缺陷含量与可见光区的发光强度成正比.