研究目的
研究氟硫化铟（ISF）薄膜的光学和光电导特性，评估其作为硫属化合物基太阳能电池缓冲层的潜在应用。
研究成果
通过射频等离子体增强反应溅射法合成的ISF薄膜表现出半导体特性：300K时电阻率为7×10? Ω·cm，激活能为0.88 eV，间接带隙为2.8 eV，并具有以345 nm为中心的高紫外光电导率（乌尔巴赫能量为166 meV）。该材料凭借其非晶结构和宽禁带特性，在硫属化合物基太阳能电池的缓冲层及紫外传感应用中展现出良好前景。
研究不足
影片显示由于与水分反应导致表面富氧，表明可能存在吸湿性问题。沉积不均匀性导致厚度变化（240-300纳米）。非晶态特性及高度无序可能影响电子性能。该研究仅限于特定沉积条件，可能未涵盖太阳能电池应用的所有潜在优化方案。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用射频等离子体增强反应热蒸发（rf-PERTE）系统进行薄膜沉积，表征方法包括卢瑟福背散射（RBS）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、电阻率测量、光学透射光谱和光电导光谱响应测量。
2：样品选择与数据来源：
薄膜沉积在熔融石英和晶体硅衬底上。用于电学表征的样品通过掩模蒸镀铝共面电极。
3：实验设备与材料清单：
自动化rf-PERTE系统、钨舟、铜环射频电极、快门、SmartTrak 100系列质量流量控制器、Genesys?系列可编程稳压电源、Cesar?发生器Model 136、Veeco Dektak III测厚仪、2 MeV 4He+离子RBS装置、配备DAVINCI.DESIGN和LINXEYE-XE探测器的D8 ADVANCE衍射仪、Zeiss AURIGA Compact扫描电镜、Keithley 617静电计、Keithley 228 A电源、Shimadzu UV-3100分光光度计、Triax-120光栅单色仪、Stanford Research System SR540光斩波器、SR530 DSP锁相放大器、Thorlabs FDS1010-CAL校准探测器。材料包括纯铟、SF6气体、熔融石英衬底、硅衬底及铝电极材料。
4：Veeco Dektak III测厚仪、2 MeV 4He+离子RBS装置、配备DAVINCI.DESIGN和LINXEYE-XE探测器的D8 ADVANCE衍射仪、Zeiss AURIGA Compact扫描电镜、Keithley 617静电计、Keithley 228 A电源、Shimadzu UV-3100分光光度计、Triax-120光栅单色仪、Stanford Research System SR540光斩波器、SR530 DSP锁相放大器、Thorlabs FDS1010-CAL校准探测器。材料包括纯铟、SF6气体、熔融石英衬底、硅衬底及铝电极材料。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：在423K衬底温度下，通过SF6等离子体蒸发纯铟进行薄膜沉积，控制特定压力、气体流量、射频功率和沉积速率。测量薄膜厚度后，采用RBS、SEM和XRD分析成分、形貌及结构。真空环境下测量电阻率随温度变化关系，通过校准装置测量光学透射率和光电导光谱响应。
5：数据分析方法：
使用NDF软件分析RBS数据获取成分深度分布；电学数据拟合ρ~exp(Ea/kT)公式计算激活能；光学数据采用Tauc图确定带隙；光电导数据推导乌尔巴赫能量。
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SmartTrak 100 Series mass flow controller
100 Series
SmartTrak
Control the injection of reactive gas into the vacuum chamber during film deposition.
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Cesar Generator
Model 136
Cesar
Serve as an RF power source for plasma generation in the deposition system.
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Veeco Dektak III
Dektak III
Veeco
Measure the thickness of the deposited films.
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Zeiss AURIGA Compact SEM
AURIGA Compact
Zeiss
Study the surface morphology of the films using scanning electron microscopy.
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Keithley 617 electrometer
617
Keithley
Measure electrical conductivity and resistivity of the films.
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Keithley 228 A power supply
228 A
Keithley
Provide power for sensing and temperature control during electrical measurements.
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Shimadzu UV-3100 spectrophotometer
UV-3100
Shimadzu
Measure transmittance spectra of the films in the visible and near UV/IR regions.
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Stanford Research System SR540 light chopper
SR540
Stanford Research Systems
Chop the light beam for lock-in amplification in photoconductivity measurements.
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Stanford Research System SR530 DSP lock-in amplifier
SR530
Stanford Research Systems
Amplify and detect the photoconductivity signal using lock-in technique.
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Thorlabs FDS1010-CAL detector
FDS1010-CAL
Thorlabs
Calibrate the spectral response measurement system.
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Genesys programmable regulated power supply
Genesys series
Genesys
Serve as a DC power source for the deposition system.
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D8 ADVANCE diffractometer
D8 ADVANCE
Bruker (inferred from common usage, not explicitly stated)
Perform grazing-incidence X-ray diffraction (XRD) measurements to study film structure.
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LINXEYE-XE detector
LINXEYE-XE
Bruker (inferred)
Detect X-rays in the XRD measurements.
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Triax-120 grating monochromator
Triax-120
Jobin Yvon (inferred from common models, not explicitly stated)
Select specific wavelengths for photoconductivity spectral response measurements.
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