濺射沉積Mg2(Sn,Si)薄膜組織結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性能

摘要：采用Mg-Sn-Si-Bi合金和高純Mg雙靶,通過轉(zhuǎn)動基材并調(diào)節(jié)Mg靶濺射時間,在單晶Si(111)襯底上順序沉積并獲得了Mg含量變化的Mg-Sn-Si-Bi薄膜。結(jié)果表明,保持合金靶濺射時間不變,薄膜中Mg的含量隨Mg靶濺射時間的延長明顯增大,同時薄膜中Sn、Si的含量呈減小趨勢。薄膜中Mg含量的變化導(dǎo)致其相結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電性能發(fā)生改變。當(dāng)Mg含量(原子分?jǐn)?shù))由71.437%變化到64.497%,薄膜具有單一的立方Mg2(Sn,Si)固溶體相結(jié)構(gòu);當(dāng)Mg含量減小到59.813%及以下時,薄膜中Mg2(Sn,Si)固溶體相消失而出現(xiàn)立方Mg2Sn和立方Mg2Si兩相;隨Mg含量進(jìn)一步減小到54.006%,薄膜中除Mg2Sn相外還出現(xiàn)了金屬Sn相,并且該金屬相含量隨Mg含量的減少而增大,相應(yīng)的立方Mg2Sn相含量減少,但Mg2Si相含量幾乎沒有變化。單一固溶體立方相結(jié)構(gòu)的薄膜具有較大的載流子濃度和遷移率,因此電導(dǎo)率較大。然而,薄膜中金屬Sn相的出現(xiàn)導(dǎo)致載流子遷移率顯著下降,薄膜導(dǎo)電率也明顯降低。