CuGaS2超薄膜的制备及性能+文献综述(2)
第一章 前言
1.1 引言
在近几年中，人们对超薄膜功能器件的需求越来越高，因而人们将目光都投向了制备多层超薄膜的方法。迄今为止，研究者们已发现了许多方法可以用来制备多层膜，但概括起来大致可以分为三大类：(1)、LB膜技术；(2)、基于化学吸附的自组装技术；(3)、静电交替沉积技术。
LB膜技术是一种制备分子高度有序排列的超薄膜的先进技术。在一定的条件下，不溶物单分子层可以通过一些特定的方法，转移到固体基底上，并且可以基本保持其定向排列的分子层结构。
化学吸附法是指吸附质分子与固体表面原子(或分子)发生电子的转移、交换或共有，形成吸附化学键的吸附。由于固体表面存在不均匀力场，表面上的原子往往还有剩余的成键能力，当气体分子碰撞到固体表面上时就会与表面原子之间发生电子的交换、转移或共有，形成吸附化学键的吸附作用。
静电交替沉积技术是以离子键的静电作用作为成膜驱动力为主，利用静电交替沉积技术能够控制自组装膜的结构与厚度，并且因为静电相互作用的非特异性，可以轻易的把导电聚合物、生物功能大分子、感光聚合物引入到薄膜中去，从而形成具有导电功能、生物功能和光活性的薄膜。1991年,Decher等人提出的静电交替沉积技术[1]由于制备过程简单，首次通过静电自组装的方法，并且利用线型的阴、阳离子聚电解质[2]，成功制备了多层复合平板膜，在此之后，因为层层自组装技术不需要复杂的仪器、设备，膜的厚度可控和组分可调等诸多优点，才被人们广泛接受，近年来已被认可为一种有效的方法来制备多层膜。
而半导体纳米材料作为一种自然界不存在的而且是人工制造的新型材料，它的性质和特征与相对应的体相材料有着非常明显的区别。随着材料文度的减少以及结构特征尺寸的减小，半导体纳米材料表现出了明显的量子尺寸效应、表面效应以及非线性光学效应。这使得半导体纳米材料有可能在未来诸多的领域中，如信息处理与储存、太阳能电池、医疗诊断等领域得到人们的广泛应用。它的出现和使用将使人类社会发生革命性的变化。因此，自从上世纪八十年代以来，对半导体纳米材料的制备方法及性能的研究一直受到国内外科研人员的广泛关注。
含有S2-、Se2-、Te2-等VIA族元素的化合物统称为硫族化合物。其中，多元硫族化合物作为第三类半导体材料，与常见的二元硫族化合物一样，在现代材料的领域中占有举足轻重的地位，在光催化、光电子以及生物传感器等领域都有着非常广阔的应用前景。更令人感兴趣的是，由于组成和结构上的特性，其带隙和晶格参数等性质具有很大的可调性，也就是说我们可以通过改变组成元素间的比例，来调控材料的性质，从而能夠满足一些比较特殊的要求。因而，硫族化合物目前越来越被科学界的研究者所关注。
I-III-VI2族[3]三元硫属化合物半导体ABX2(A=Cu，Ag；B=Al，Ga，In；M；S，Se，Te等)在常温常压下，通常是以黄铜矿的结构存在，结构为二倍闪锌矿超结构。它的性质与II-VI2结构的化合物非常相似，而且由于它结构中金属离子是有序排列的，而且又表现出其他特异的性质，在光电器件、非线性光学器件、光电太阳能电池材料、激光二极管等方面都具有广泛的应用。据文献报道，由于激子效应通常被有效抑制，I-III-VI2族[3]三元硫属化合物半导体中的不同的材料在光吸收过程中，带边附近导带的电子结构性质不同等，从而导致材料光学性质存在着差异。其中，与其它薄膜太阳电池材料相比，铜基半导体材料比它们具有更高的吸收系数，因而有利于提高光伏电池的光电流进，从而提高了光伏电池的光电转换效率。