题目：横向非均匀纳米硅(nc-Si)薄膜和氧化亚铜薄膜的制备及其特性研究

本论文分为两个部分。第一部分研究了横向非均匀热伏纳米硅薄膜；第二部分研究了氧化亚铜(Cu2O)光伏薄膜。
采用磁控溅射技术在石英衬底上沉积一层200 nm厚的非晶硅(a-Si)薄膜,并用真空热蒸发在其上沉积两个横向接触的厚度不同(分别为50 nm和100 nm)的Al膜。将已沉积好的薄膜在N2气氛中600oC下退火45min，得到两个横向接触的具有不同晶化程度的纳米晶硅(nc-Si)薄膜。利用X射线衍射(XRD)、拉曼Raman、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)研究了所制备样品的结构特性；利用自制测量装置研究了所制备样品的热伏特性。利用两种简单的化学浴方法制备了氧化亚铜(Cu2O)薄膜，第一种制备方法是将铜片放入沸腾的硫酸铜(CuSO4)溶液中，并在其表面经过化学反应制备得到氧化亚铜(Cu2O)薄膜；第二种方法是在室温下，将铜片完全浸没在CuSO4溶液中12h来制备较厚的氧化亚铜(Cu2O)薄膜。利用XRD、原子力显微镜(AFM)、SEM、紫外可见近红外分光光度计(UV-VIS)和PL光谱等研究了相同浓度不同时间与相同时间不同浓度下所制备薄膜的结构和光学特性。本论文得出如下结论：
1. XRD研究结果表明，退火后样品的Si晶粒的平均晶粒尺寸，在A区(沉积Al膜厚度为100 nm的a-Si薄膜区域)为25 nm，在B区(沉积Al膜厚度为50 nm的a-Si薄膜区域)为15 nm。
2. Raman光谱研究表明，在退火样品中存在纳米晶硅。利用高斯拟合，可估算得A区与B区的晶化率分别为56%和23%。这说明较厚Al膜诱导非晶硅薄膜晶化更充分，产生的nc-Si颗粒也较大，与XRD的测量结果一致。
3. TEM研究表明，退火过程中Al层与a-Si层之间发生了层交换。
4. 热伏效应测试表明，在没有温度梯度的情况下，这两个不同晶化程度的nc-Si薄膜之间具有横向热伏效应。当温度为273K时，其开路电压为1.2mV，短路电流为40nA；当温度达到373K时，其开路电压达到25mV，短路电流达到1.171μA。
5. 实验的最佳条件是：在沸腾的CuSO4溶液将铜片煮1h，成膜厚度可达1.5μm，且晶粒尺寸可达μm量级；
6. 用紫外可见近红外分光光度计研究了Cu2O薄膜的光学特性，第一种方法下得出其光学带隙为1.91 eV；第二种方法下得出其光学带隙为1.88 eV；
7. 研究表明，氧化亚铜(Cu2O)薄膜在510 nm和540 nm具有光致发光峰，激发光波长为325 nm，发光峰来源归因于Cu2O的带隙。