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p型CuCrO2透明导电薄膜的光电特性研究

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透明导电氧化物（transparent conductive oxide，TCO）薄膜兼具良好的透光性和导电性，被广泛地应用于触摸屏、显示器、电致变色玻璃以及光伏电池等领域 [1]。根据载流子极性的差异，透明导电材料可以分为n型TCO和p型TCO。迄今为止，n型TCO材料（如ITO）被广泛地研究并成功商业化。而获得性能良好的p型TCO则成为发展TCO材料的主要挑战。目前，实验室制得的p型TCO导电率绝大多数在1 S·cm-1以下，远低于n型TCO。
开发p型TCO材料具有重要的应用价值，它主要应用于制作p型透明电极、全透明电子器件和空穴传输层。目前，p型TCO薄膜发展缓慢的主要原因在于其过低的导电率。在氧化物中，O2p能级构成氧化物价带顶的主要部分，其强烈的电负性极易将空穴束缚在氧原子周围，限制了载流子的浓度与迁移率 [2]。在CuCrO2铜铁矿结构中，Cu3d与O2p的轨道能级匹配削弱O离子对空穴的束缚。同时，同时，Cu3d轨道间的作用由三维空间局限在ab面内，Cu离子轨道的交迭面积减少，使禁带宽度增大。这使具有铜铁矿结构的CuCrO2成为极具潜力的p型TCO候选者。
本工作通过磁控溅射技术制备了CuCrO2薄膜，并通过多种表征手段对薄膜的光电性能进行了研究，以期获得光电性能良好的p型透明导电薄膜。