同步辐射黄昆漫散射平台的建立及其在p型SnO2薄膜内部点缺陷研究中的应用

Huang diffuse scattering (XHDS)method are recognized as powerful defect characterization tools, however, there is no yet perfect synchrotron radiation XHDS experiments and analysis platform in China. The project intends to develop and perfect XHDS experiments and analysis platform at the BL14B1 diffraction experiment station of SSRF, and ultimately open to all the users. Performance instability is the key bottleneck of the p-type SnO2 thin film, which are all closely related to the structure and evolution of the point defects in the film. The project will deeply study the structure and evolution of the point defects in SnO2 thin films by using XHDS methods,clarify the reason for performance instability and reveal the rely law between the film preparation conditions, internal defects and the photoelectric properties. Ideas for further optimization of the defect control and improve the photoelectric properties will be provided. The research of defects in SnO2 thin film can also promote the development and perfect of XHDS experiment platform.

同步辐射黄昆漫散射方法是公认的缺陷表征利器，而目前国内尚没有完善的同步辐射黄昆漫散射实验和分析平台。本项目拟在上海光源衍射实验站建立黄昆漫散射实验和分析平台，最终向全国用户开放。性能不稳定是目前限制p型SnO2薄膜应用的关键瓶颈，而性能不稳定与薄膜内部点缺陷的结构和演变息息相关。本项目拟利用黄昆漫散射方法深入研究SnO2薄膜内部点缺陷的结构及演变规律，探究薄膜性能不稳定的根源，揭示薄膜制备条件、内部点缺陷和光电性能三者之间的依赖规律，为进一步优化缺陷控制、提高薄膜光电性能提供思路。对于SnO2薄膜内部缺陷的研究还能促进同步辐射黄昆漫散射平台的发展和完善。

同步辐射黄昆漫散射方法是公认的缺陷表征利器，而目前国内尚没有完善的同步辐射黄昆漫散射实验和分析平台。在本课题的资助下，(1) 在上海光源衍射实验站建立了黄昆漫散射实验和分析平台，利用该平台对氧化锌薄膜中的缺陷进行了研究。(2) 进行了透明导电氧化锡薄膜和器件的制备与表征的工作，进一步揭示了器件结构与光电性能的关系。(a) 利用原位磁控溅射生长技术，制备出性能优异的P型透明导电SnO薄膜，并在此基础上制备了整流特性良好的p-SnO/n-SnO2:Sb二极管；(b) 利用离子注入技术制备p型透明导电Na掺杂SnO薄膜；(c) 利用电子束蒸发技术制备p型透明导电Na掺杂的SnO薄膜，构建了整流特性良好的n-SnO2:Sb /p-SnO:Na二极管。(3) 在钙钛矿氧化物和二维材料方面进行了一些初步探索和研究。利用相关同步辐射技术，首次发现BiFeO3/SrRuO3/SrTiO3薄膜表面存在双层结构，BiFeO3薄膜表面2-3nm的区域存在巨大的应变梯度，比薄膜内部大2-3个量级；对铁电薄膜和器件研究具有重要价值。(4) 研制了高温真空原位衍射设备和固源蒸发设备两套原位设备。共发表论文12篇，申请专利4项。