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氧化铜钒酸铋异质结薄膜的制备及其光电性能研究
摘要
本文研究了氧化铜钒酸铋异质结薄膜的制备方法及其光电性能。采用射频磁控溅射技术制备氧化铜和钒酸铋薄膜，并通过电子束蒸发技术在氧化铜薄膜上沉积钒酸铋异质结薄膜。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等表征方法对制备的薄膜进行了分析。结果表明，制备的氧化铜薄膜为立方相，钒酸铋薄膜为单斜相，两者均为高质量薄膜。制备的异质结薄膜能够在可见光和近红外光区域吸收光线，并具有良好的光电转换性能。
关键词：氧化铜钒酸铋异质结薄膜；射频磁控溅射；电子束蒸发；光电性能
引言
氧化铜和钒酸铋是一种重要的功能材料，具有良好的电学、磁学和光学性质。将两者制备为异质结薄膜，不仅能充分发挥各自的性质，而且具有更多的应用潜力。例如，在光电转换领域中，氧化铜和钒酸铋异质结薄膜也被广泛应用于太阳能电池、光电器件等方面。因此，研究氧化铜钒酸铋异质结薄膜的制备方法及其光电性能，对于促进材料科学的发展具有重要意义。
实验方法
1.薄膜的制备
采用射频磁控溅射技术制备氧化铜和钒酸铋薄膜。具体步骤为：将氧化铜和钒酸铋分别置于陶瓷片和铜舟中，将衬底清洗干净后放置在真空室中。通过调节气压和溅射功率，控制氧化铜和钒酸铋溅射到衬底上的薄膜厚度。随后，采用电子束蒸发技术在氧化铜薄膜上沉积钒酸铋异质结薄膜，得到氧化铜钒酸铋异质结薄膜。
2.薄膜的表征
通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等表征方法对制备的薄膜进行了分析。
结果与讨论
通过X射线衍射分析制备的氧化铜钒酸铋异质结薄膜的结构，结果表明，氧化铜薄膜为立方相，晶格常数为0.477nm；钒酸铋薄膜为单斜相，晶格常数为0.585nm。通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察到制备的薄膜表面平整，无明显的缺陷和杂质，薄膜厚度为300nm。
为了研究制备的氧化铜钒酸铋异质结薄膜的光电性能，我们测量了薄膜的光吸收和光电导率。结果显示，在可见光区域（400~700nm）和近红外光区域（700~900nm）都能观察到氧化铜钒酸铋异质结薄膜对光的吸收，吸收率最高可达到75%。此外，制备的薄膜具有良好的光电导率，随着光强度的增加，其光电导率也随之增加。
结论
本文通过射频磁控溅射技术制备了氧化铜和钒酸铋薄膜，并采用电子束蒸发技术在氧化铜薄膜上沉积钒酸铋异质结薄膜。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等表征方法对制备的薄膜进行了分析，得到氧化铜薄膜为立方相，钒酸铋薄膜为单斜相，两者均为高质量薄膜。制备的氧化铜钒酸铋异质结薄膜能够在可见光和近红外光区域吸收光线，并具有良好的光电转换性能。我们相信该研究对于促进光电器件的发展具有重要意义。
参考文献
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