在本文中，我们讨论了copper（II）氧化铜（CuO）及Mn掺杂CuO薄膜的合成方法。其中Mn掺杂 CuO薄膜的制备采用喷雾热解技术，Mn含量在0到8at%之间变化。对于Mn掺杂为4at%的沉积态薄膜，其表面由成团的球形纳米颗粒和半海绵状多孔结构组成。X射线能谱分析证实了薄膜的化学组分。X射线衍射谱呈现出以（）峰为主导的多晶单斜结构。直接跃迁和间接跃迁的光学带隙能量估计分别在2.67-2.90 eV和0.11-1.73 eV范围内。折射率和静态介电常数可以根据光谱计算。CuO和Mn掺杂的CuO（Mn:CuO）薄膜的电阻率在10.5-28.6 Ω·cm之间。此外，我们还计算了4at% Mn:CuO薄膜的最小电子有效质量。当Mn掺杂为4 at%时，CuO薄膜从p型转变为n型。载流子浓度和迁移率分别为1017 cm-3和10–1 cm2/(V·s)数量级。霍尔系数介于9.9-29.8 cm3/C之间。上述结果表明Mn:CuO薄膜适合应用于光电领域。

图1. Mn:CuO 薄膜的迁移率和霍尔系数。

Band gap tuning and p to n-type transition in Mn-doped CuO nanostructured thin films

R. Rahaman, M. Sharmin, J. Podder,

J. Semicond. 2022, 43(1): 012801

doi: 10.1088/1674-4926/43/1/012801

Full Text: http://www.jos.ac.cn/article/doi/10.1088/1674-4926/43/1/012801