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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃士豪
研究生(外文):Shi-hao Huang
論文名稱:氧化銅與氧化亞銅之特性探討與元件應用
論文名稱(外文):Device applications and characterizations of copper (II) (I) oxide
指導教授:陳俐吟陳俐吟引用關係
指導教授(外文):Li-Yi Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:光電工程學系研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:氧化亞銅氧化銅能隙射頻濺鍍薄膜
外文關鍵詞:band gapRF sputterthin filmCu2OCuO
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本研究中,我們以磁控式射頻濺鍍機(RF Sputter)來製作氧化銅及氧化亞銅薄膜,首先以純銅(99.99%)靶材進行濺鍍,並在腔體中通入氧氣及氬氣,分析銅在氧氣比例的不同之下對我們所形成的薄膜在光性、電性、表面結構上所造成的影響。
實驗發現在氧氣比例20%以上時為單一晶相的氧化銅薄膜,且此後20%~80%的氧氣比所製作出來的薄膜在各種特性下的表現均不會造成太大的變化;在10%及12%低氧氣比例下可以發現薄膜成分為多晶(Cu2O and CuO);當氧氣比例為8%時,實驗結果為單一晶相的氧化亞銅薄膜,電阻率達6x102 Ω-cm。
In this study, copper oxide (I)(II) thin film is prepared by magnetron RF sputtering. The effect of oxygen ratio and RF power during sputtering on the optical, electrical, and surface characteristics of the copper oxide film was discussed. Single phase CuO was formed when the oxygen ratio was up to 20%. Mixed phase cupper oxides including CuO and Cu2O were formed under the condition of oxygen ratio lower than 10% and 12%.Under the condition of 8% oxygen ratio, single phase Cu2O was formed with resistivity of 6x102 Ω–cm and band gap of 2.1eV.
中文論文審定書 i
英文論文審定書 ii
致謝……………………………………………………………………………………iii
摘要...........................................................................................................................iv
Abstract……………………………………………………………………………….....v
目錄………………………………………………………………………………….…vi
圖目錄………………………………………………………………………………...viii
表目錄…………………………………………………………………………………..x
第一章 緒論……..……………………………………………………………………..1
1.1前言…………………………………………………………………………………1
1.2太陽能電池介紹 ………..…………………………………………………………..2
1.2.1工作原理……………...……….……………………………………………….2
1.2.2研究動機…….……...……….…………………………………………………6
1.3氧化銅與氧化亞銅薄膜製備方法與發展現況 ..……………….…………………11
第二章 理論基礎與文獻回顧 …………...………….………………………………...13
2.1氧化銅與氧化亞銅晶格結構特性 ………………………...………………………13
2.2濺鍍(sputtering) ……………………………………...…………………………….15
2.3反應式濺鍍 ……………………………….………………………………………..19
2.4薄膜形成機制 ……………………..……………………………………………….20
第三章 實驗方法與儀器介紹 …..………………………………………………….....22
3.1實驗流程規劃 …………………………………………………………………..….22
3.2薄膜製備…..……………………………………………………………………….23
3.3薄膜量測儀器介紹 …………..……...……………………………………………..25
3.3.1表面輪廓儀(Surface Profiler) …………………………..…………………….25
3.3.2四點探針(four-point probe system) …………………………………………..26
3.3.3紫外光-可見光光譜(Ultraviolet/Visible Spectrophotometer)……………….27
3.3.4雙晶薄膜x光繞射儀(X-ray diffractmeter, XRD)…………………………...30
3.3.5場發射型掃描式電子顯微鏡(Field Emitter-Scanning Electron Microscope). 34
3.3.6霍爾量測(Hall measurement)….......................................................................36
3.3.7太陽模擬光量測系統(Solar simulator)………………………………………39
第四章 結果與討論………………………………………………………………….40
4.1氧氣比例對薄膜晶相之影響 ……………………………………………………...40
4.2氧化銅薄膜特性探討……………………………………………………………...44
4.3氧化亞銅薄膜特性探討…………………………………………………………...48
4.3.1低氧氣變化量對氧化亞銅薄膜之影響 ………………………………………48
4.3.2元件製作 ………………………………………………………………………55
第五章 結論…………………………………………………………………………..56
參考文獻……………………………………………………………………………….57
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