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第卷第期物理学报., .
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氢化非晶锗碳薄膜中的自旋缺陷态
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本文应用原位电子自旋共振技求研究了射频反应溅射法制备的氢化非晶锗碳
——:薄膜中自旋缺陷态的种类、密度、温度依鞍关系和热力学动态行为. 在分解
谱的过程中,发现了它的不对称成分,并对此进行了定量分析和微观机理的探讨.
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一
、引言
非晶硅基台金薄膜以它优异的光电特性在许多光电器件中得到了重要应用,并展示
出广阔的应用前景,.
人们希望对整个太阳光辐射谱全谱都能有效地吸收,为此,必须获得光学带隙可
调的非晶薄膜材料. 既需要比非晶硅氢—: 的大的宽带隙材料,也需
要比: 小的窄带隙材料,制成一种叠层太阳电池,才能有效地吸收太阳光谱
中的长波和短波部分.
研制高效迭层太阳电池的关键之一是获得具有高光敏性且. 的窄带隙
底部电池材料. 目前已有人把锗或锡掺人—: 嗅中,获得了窄带隙材料⋯:
叫和—一: 膜. 他们开展了不少研究工作,并且已制成高效率的:/
: 迭层太阳电池,其光电转换效率予刍. 但是: 膜的带隙下限
约为,进一步提高效率受到了限制. 而: 膜不易制作,容易合金化,使性
能难以稳定. 最近等人报道了一种新的非晶台金⋯: 膜,该膜的带
隙可以做得更小,此特性将会在光伏的应用中起到十分重要的作用. 目前对—
⋯: 嗅的研究还很少.
我们初步研究了⋯: 膜的制备工艺和光电性质,
报道应用原位技术研究退火全过程中该膜内自旋缺陷态的种类密度和热稳定性.
二、样品制各及测试
实验所用的—: 薄膜样品,是在一型溅射系统中应用射频.
反应溅射法制作的. 溅射靶为高纯多晶锗片,直径为,靶与衬底间的距离为

. 反应气体为.,反应室预真空度为× ., 射频
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陈光华等: 氢化非晶锗硪薄膜中的自旋缺陷态
功率为一,村雇温度为室涅,溅射速率约为—盖/
. 用于测量的样品,
是将—: 膜沉积在很薄的铝箔上,然后厢的稀盐酸溶去铝箔,经清洗后低
温烘干备用. —⋯: 膜的化学组份是由确定的.
原位铡量不同于通常的高温退火测量先将样品在高温下退火然后在室温下
,是在退火过程中,随着温度的变化,就在那个温
度,—系统的高温谐振腔中完成的
. 这
种专用谐振腔配有高精度自动控温和测温设备,在随温度变化的整个测量过程中, 样品
是不取出来的. 对每个温度铡量点,样品保持恒温. 测量是在波段,调制频率为
,微波功率小于.
三、结果分析与讨论
用原位碍得的不同温度下—一: 一样品的电子自旋共振谱
见图所示,谱线随温度呈现明显的规律性
.
为了定量研究样品中缺陷态的种类和密度,我们在微机上用经验拟合法。斗手谱
逐条招以分解· 按惯例, 对于含两种组分的材料, 一般将谱线分解成两种基本成分的迭
加· 这里一种为锗成份,值约为.,另一种为碳成分,值约为
, ;然而对图
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