Статья: Влияние термического отжига на свойства пленок оксида меди, полученных методом высокочастотного магнетронного распыления (2025)

Читать онлайн

Проведено осаждение пленок оксида меди методом высокочастотного (ВЧ) магнетронного распыления в бескислородной среде при комнатной температуре. Исследовано влияние температуры отжига на воздухе после осаждения на морфологию поверхности, структурные и оптические свойства пленок оксида меди. Показано, что все пленки имеют равномерную нанокристаллическую зернистую структуру. При этом пленки оксида меди, полученные без термического отжига и при температуре отжига 250 С, имеют высокую однородность и состоят из зерен размером порядка 25–30 и 23–27 нм соответственно. При температуре отжига 500 С размер зерен в пленке существенно возрастает до 50–55 нм и они становятся менее однородными. Получено, что все пленки имеют относительно гладкую поверхность со средней шероховатостью в диапазоне от 5,94 до 10,46 нм. Показано, что пленки, полученные без термического отжига, состоят из кристаллической фазой Cu2O, которая полностью переходят в фазу CuO после отжига при температуре 500 С. Установлено, что ширина запрещенной зоны осажденной пленки без термического отжига составляет 2,18 эВ и уменьшается до 1,63 эВ после отжига при температуре 500 С. Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологических процессов формирования структур солнечных элементов на основе оксида меди

In this paper copper oxide films were deposited by radio-frequency (RF) magnetron sputtering in an oxygen-free environment at room temperature. The effect of annealing temperature in air after deposition on the surface morphology, structural and optical properties of copper oxide films was studied. It was shown that all films have a uniform nanocrystalline granular structure. At the same time, copper oxide films obtained without thermal annealing and at an annealing temperature of 250 C have high homogeneity and consist of grains of about 25–30 and 23–27 nm in size, respectively. At an annealing temperature of 500 C, the grain size in the film increases significantly to 50–55 nm and they become less uniform. It was found that all films have a relatively smooth surface with an average roughness in the range from 5.94 to 10.46 nm. It is shown that the films obtained without thermal annealing consist of the crystalline phase Cu2O, which completely transforms into the CuO phase after annealing at a temperature of 500 C. It is established that the band gap of the deposited film without thermal annealing is 2.18 eV and decreases to 1.63 eV after annealing at a temperature of 500 C. The obtained results can be used in the development of technological processes for the formation of solar cells structures based on copper oxide.

Автор (ы): Саенко Александр Викторович
Соавтор (ы): Билык Герман Евгениевич, Хубежов Сослан Арсенович, Козюменко Константин Алексеевич, Смирнов Владимир Александрович
Журнал: Прикладная физика

Предпросмотр статьи

Идентификаторы и классификаторы

SCI
Физика
УДК
537.563. Способы ионизации газов
Префикс DOI
10.51368/1996-0948-2025-3-66-73
Для цитирования:
САЕНКО А. В., БИЛЫК Г. Е., ХУБЕЖОВ С. А., КОЗЮМЕНКО К. А., СМИРНОВ В. А. ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОГО ОТЖИГА НА СВОЙСТВА ПЛЕНОК ОКСИДА МЕДИ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО МАГНЕТРОННОГО РАСПЫЛЕНИЯ // ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА. 2025. № 3
Текстовый фрагмент статьи