【摘 要】
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随着电子技术的飞速发展,各类电子产品备受青睐,如智能穿戴设备,智能家居设备等。半导体材料作为电子器件的基石,其性能决定了电子产品的发展高度。透明导电材料因出色的光电性能,被广泛的应用于平板显示器、太阳能电池和光电探测等。常见的透明导电材料多为n型导电材料,其发展十分迅速,如氧化铟掺锡（ITO）、氧化铟镓锌（IGZO）等已经实现了商业化应用。但是与其匹配的p型透明导电材料却发展缓慢,这极大的限制了透
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随着电子技术的飞速发展,各类电子产品备受青睐,如智能穿戴设备,智能家居设备等。半导体材料作为电子器件的基石,其性能决定了电子产品的发展高度。透明导电材料因出色的光电性能,被广泛的应用于平板显示器、太阳能电池和光电探测等。常见的透明导电材料多为n型导电材料,其发展十分迅速,如氧化铟掺锡（ITO）、氧化铟镓锌（IGZO）等已经实现了商业化应用。但是与其匹配的p型透明导电材料却发展缓慢,这极大的限制了透明电子器件的发展。碘化铜（CuI）作为二元金属卤族p型半导体,具有宽的直接带隙3.1 eV,这使得它在可见光波段能具有较高的光学透过率。此外,低的载流子有效质量（0.3 m0）,高的载流子密度和迁移率,都使得CuI在透明导电领域拥有极大的潜力。但最常用的碘化法所制备的薄膜质量较差,具有低的光学透过率和高的雾度值,所以难以应用于透明电子器件。为了优化CuI薄膜的性能,本文采用气相和固相碘化法制备了 CuI薄膜,并对薄膜的微观组织结构、光学性能和电学性能进行系统分析。同时,进一步探究CuI薄膜的应用潜力,我们在PET衬底上制备了柔性的CuI薄膜,在ITO导电玻璃上使用磁控溅射和碘化法制备了 p-CuI/n-ZnO薄膜二极管。具体研究工作如下:（1）使用磁控溅射制备Cu3N前驱体层,通过气相碘化在不同的温度下制备CuI薄膜。温度对CuI薄膜的微观组织及晶体结构有着重要的影响。当温度升高时,气相碘分子的增多会促进CuI晶核形成,并使得Cu3N薄膜向CuI薄膜转变。但是,当温度进一步升高到350 K以上时,CuI晶粒间相互吞并继续生长,会使得CuI晶粒变的粗大。粗大的CuI晶粒会使得薄膜的表面质量下降。并且大晶粒形成的团簇,会在薄膜内部留有间隙,进一步降低薄膜的质量,从而降低其在可见光波段的透过率。（2）碘化过程中前驱体质量对CuI薄膜的性能具有重要影响,通过磁控溅射制备不同沉积功率的Cu3N前驱体,使其与碘粉末直接接触的固相碘化法来制备CuI薄膜。固相碘化制备的CuI薄膜都具有高的光学透过率。尤其是当前驱体的沉积功率为140 W时,所制备的CuI薄膜由于晶粒尺寸较小,薄膜表面均方根粗糙度值为9.2nm,并且结构较为致密。这使得CuI薄膜在400～800 nm光波段的透过率达到了 84.8%,品质因子（FOM）也达到了 140.7 MΩ-1。（3）在制备高性能CuI的基础上,通过磁控溅射和碘化法制备了 p-CuI/n-ZnO薄膜二极管。对二极管的微观结构和光电性能进行了系统的分析。所制备的二极管的整流比为3.2×105,在400～800nm光波的透过率超过76%。但是由于薄膜界面存在较多缺陷,使得二极管的理想因子达2.81。
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