一种FeS₂薄膜晶粒度的控制方法

摘要

本发明公开了一种FeS₂薄膜晶粒度的控制方法。控制磁控溅射或蒸镀电子束功率和沉积时间制备厚度为25～150nm的非晶纯铁膜，再在400℃进行硫化反应20h，得到厚度可在70～560nm范围内变化的FeS₂薄膜，所对应的薄膜横截面晶粒平均直径控制范围为30～70nm，膜表面晶粒平均直径控制范围为35～110nm。本发明采用了成本较低的透明载膜基片，有利于FeS₂薄膜实现光电转换过程，无需通过硫化反应参数变化来改变FeS₂薄膜晶粒度，有较大的晶粒尺寸变化控制范围。此技术可为优化FeS₂薄膜组织结构和光电转换性能的研究提供试样。

主权项

1.一种FeS2薄膜晶粒度的控制方法，其特征在于下述步骤：(1)将透明载膜基片先后在丙酮和乙醇溶液中超声波清洗各20min，用去离子水反复冲洗5次，再在150℃保温6h烘干；(2)将处理后的载膜基片置于磁控溅射或热蒸镀装置的镀膜室中，溅射用Fe靶纯度和蒸镀用Fe粉纯度均为99.9％，镀膜室抽真空至残余气体压力低于5×10-3Pa并充氩气置换5次；(3)用60W功率的磁控溅射或9kW功率的蒸镀电子束在载膜基片上沉积非晶纯铁膜，控制沉积时间使非晶纯铁膜厚度在25～150nm范围内变化；(4)将非晶纯铁膜和纯度为99.5％的升华硫粉封装于石英管中，硫粉质量按80kPa名义硫压计算，封装前通过反复5次充氩-抽真空过程置换残余气体，封装时抽真空至0.01Pa；(5)将封装后的纯铁膜和硫粉置于加热炉中在400℃进行硫化反应20h，使非晶纯铁膜结晶成多晶FeS2薄膜。