采用磁控溅射仪在高阻Si(100) 衬底上沉积了[Fe(0.5nm)/Si(1.6nm)]120和[Fe(1nm)/Si(3.2nm)]60多层膜,并在Ar气气氛下进行了1000℃,10s的快速热退火。为了比较,也进行了880 ℃,30min 的常规退火。采用X 射线衍射仪、原子力显微镜、光谱仪和霍尔效应仪分析了样品的晶体结构、表面形貌、光吸收特性和电学性能。结果表明:Fe/Si 多层膜法合成的样品均为β-FeSi2 相且在(220)/(202)方向择优生长;经快速热退火合成的β2FeSi2薄膜光学带隙约为0.9eV。[Fe(1nm)/si(3.2nm)]60多层膜经快速热退火合成的β2FeSi2 薄膜表面粗糙度最小,该薄膜样品为p 型导电,载流子浓度为4.1 ×10.7cm^-3 ,迁移率为48cm²/V·s。

　　β-FeSi2 是一种很有前景的环境友好型半导体材料。它在室温下的约为0.87eV ,在波长115μm附近,具有较大的吸收系数( > 10⁵cm^{- 1}) 和较高的折射率( > 5.8)  ,理论的光电转换效率可达16 %～23 % 。因此,它在太阳电池,红外发光二极管等领域有重要应用 。

　　β-FeSi2 溥膜的配制的办法有许多, 在这当中采取Fe/Si 三层膜法冶作而成的β-FeSi2 溥膜析出性参数较高,遭遇人民的大量目光。本钻研采取磁控溅射法配制各种不同结构设计设计的Fe/Si三层膜,采取快捷热热处理回火以获取β2FeSi2 溥膜。数据分析了热处理回火环境对β2FeSi2溥膜结晶体结构设计设计、表皮形貌、光学材料带隙甚至电学性参数的危害。 1、试验

　　实验采用JGP500型超高真空磁控溅射仪沉积Fe/Si多层膜。靶材分别为Fe 靶(99.99%) 和Si 靶(99.999 %)。衬底选用高阻Si(100),电阻率ρ高于1000Ω·cm。衬底依次用丙酮、无水乙醇和去离子水进行超声清洗。系统本底真空度为5.5×10^-4 Pa ,溅射功率为100W ,Fe和Si的溅射速率分别为0.05和0.074nm/s。室温下沉积的多层膜样品结构分别为[Fe(0.5nm )/Si(1.6nm)]120和[Fe(1nm)/Si(3.2nm)]60,其中Fe 层的总厚度为60nm。沉积的样品在Ar 气气氛下进行1000 ℃,10s 的快速热退火。作为比较,还进行了880 ℃,30min 的常规退火。采用X 射线衍射仪(Cu-Ka ,λ=0.15406nm)分析样品的晶体结构,用原子力显微镜表征样品的表面形貌,用光谱仪测量样品的光学吸收特性,测量范围为0.5～1.1eV ,用霍尔效应仪表征样品的电学性能。

2、毕竟与具体分析 2.1、聚酯薄膜的氯化钠晶体机构 　　图1 为Fe/Si很三层膜经飞速热固溶处理获得的β-Fe-Si2 pe膜的XRD 衍射谱。依据FeSi-Si 相图而定,当溫度为937 ℃时,β-FeSi2 将向α-FeSi2 演变成。但从XRD 衍射谱中可以查出,各不相同格局的Fe/ Si 很三层膜试样在飞速热固溶处理后都是由β-FeSi2 相成分,且在(220)/(202) 方法拥有中选优倾向,并也没有会发生α-FeSi2相演变成,这或许与很三层膜格局和短的固溶处理时间间隔关与。

图1 　Fe/Si 双层以上膜经如何快速热退火处理镶嵌的β-FeSi2 膜的XRD 衍射谱 3、总结

　　Fe/Si多层膜法合成的β-FeSi2 薄膜均为β相,并在(220)/(202)方向择优生长; Fe/Si多层膜经快速热退火合成的β-FeSi2 薄膜表面粗糙度较低,其中[Fe(1nm)/Si(3.2nm)]60多层膜合成的薄膜样品表面粗糙度最小。该薄膜样品为p 型导电,载流子浓度为4.1 ×10¹⁷cm^{- 3} ,迁移率为48cm²/V·s。Fe/Si 多层膜快速热退火合成的β-FeSi2 薄膜光学带隙约为0.9eV。