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碲基复合薄膜在纳米尺度下的电学特性研究

甘平;辜敏;卿胜兰;鲜晓东

【摘要】Thesurfacepotentialandcapacitancegradientwere

characterizedbyAFM/SPMinnano-scale.Theresultsshowedthatthe

maximumcontactpotentialdifferencewasabout700mV,therelative

dielectricconstantoftellurium-basedcompositeparticleswassmallerthan

therelativedielectricconstantofsubstratewithsiliconasthemain

componentwhencontrolvoltageis-0.8Vinreactiontimeof200s.The

opticalbandgapwasestimatedtobe3.14eVbyspectrum.%分别采用AFM

和原子力/扫描探针显微镜（AFM/SPM）在纳米尺度下对碲基复合（Te/TeO2-

SiO2）薄膜的表面电势、电容梯度等电学特性进行测量。测试结果表明控制电压

为-0.8V,反应时间为200s条件下制备的碲基复合薄膜的表面电势差达到700mV,

相对介电常数小于以硅为主要成分的衬底相对介电常数。利用光谱分析,碲基复合

薄膜的禁带宽度约为3.14eV。

【期刊名称】《功能材料》

【年(卷),期】2012(043)011

【总页数】4页(P1455-1458)

【关键词】碲基复合薄膜;原子力/扫描探针显微镜;表面电势;电容梯度

【作者】甘平;辜敏;卿胜兰;鲜晓东

【作者单位】重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,复杂煤气层瓦斯抽

采国家地方联合工程实验室,重庆400044／重庆大学通信工程学院,重庆400044;

重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联

合工程实验室,重庆400044;重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,复杂

煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室,重庆400044;重庆大学自动化学院,重庆

400044

【正文语种】中文

【中图分类】O472;O614

碲是一种稀有分散元素，在地壳中的含量极低，在现代工业、国防科学与尖端技术

中得到广泛应用［1］。碲基化合物可以制成各种触媒，用于医药、玻璃着色剂、

陶瓷、塑料、印染、油漆、护肤药品及搪瓷等行业，同时碲基化合物在电子和电气

工业领域也得到广泛应用，利用含碲化合物性能优良的光电特性［2］，在各种电

子器件中如红外探测器和发射器、太阳能电池、二极管、薄膜场效应器件、温差发

电等方面显示了突出的优势。由于碲、碲基化合物及其合金有着特殊的性质，使得

人们对碲的需求日益增加，这也引起了各国科学家和分析工作者的高度重视。因此，

对碲基复合材料的电学特性研究具有较大的研究意义。

碲基材料(TeO2)是重要的Ⅱ-Ⅵ族半导体氧化物，属于宽能隙带材料，具有优质的

声光、压电、透过性等性能，被广泛应用于声光器件［3］、光伏电池、电热材料、

光电子器件［4］等领域。硅材料具有较高的电导率和压阻系数以及稳定的温度特

性使其有可能成为良好的传感器材料，在半导体器件领域得到广泛应用。本文中的

碲基复合薄膜是由碲基材料和硅材料制备而成，是一种人工合成的功能半导体薄膜，

为使复合薄膜能应用于各种类型的半导体器件中，本文对碲基复合薄膜在纳米尺度

下的电学特性展开研究。

鉴于TeO2的优良光学性能和电学性能［5］，本文尝试采用以碲和硅的醇盐为先

驱体，采用电化学诱导法制备Te/TeO2-SiO2新型复合薄膜，采用原子力/扫描探

针显微镜(AFM/SPM)在纳米尺度下对薄膜的表面形貌、表面电势、电容梯度进行

测量来研究电学特性，采用分光光度计对薄膜的透射光谱性质进行测量，通过光谱

分析研究薄膜的禁带宽度。

碲基复合薄膜通过电化学诱导溶胶-凝胶法制备。以异丙醇碲和正硅酸乙酯为先驱

体，加入一定比例的醇、盐酸搅拌得到透明稳定的TeO2-SiO2溶胶，以ITO作阴

极，采用控电位法，调节电位和沉积时间，在ITO上沉积得到不同的Te/TeO2-

SiO2复合薄膜［6］。将在(－0.1V，100s)