自旋涂覆法制备Co3O4/CeO2二极管的钴氧化物薄膜成像椭偏表征与器件性能研究

本研究通过自旋涂覆法（spin coating）成功制备了Co3O4/CeO2:Gd异质结二极管，结合光谱成像椭偏技术（SIE）和主成分分析（PCA）验证了薄膜均匀性（误差10.5%）。该p-n结展现出1.57的整流因子、1.75 mS cm?2的并联电导和46.54 Ω cm2的串联电阻，为低成本宽禁带（WBG）半导体器件开发提供了新思路。

　　

Highlight

实验部分

钴氧化物前驱体溶液采用氯化钴(II)六水合物与柠檬酸（0.2M）在甲醇中混合，经50°C超声处理1小时后静置24小时，为后续自旋涂覆制备薄膜奠定基础。

结果与讨论

X射线衍射（XRD）分析显示：500°C退火5小时的Co₃O₄薄膜在TCO/CeO₂:Gd基底上（黑色曲线）比玻璃基底（红色曲线）结晶度更高，立方对称性(311)和(220)晶面特征显著。

结论

自旋涂覆法制备的Co₃O₄薄膜在500°C退火后光学跃迁更明显，但1.79 eV的带隙（高于Shockley-Queisser理论最优值）限制了其太阳能吸收应用。与CeO₂:Gd形成的n-p结二极管特性表明该异质结构在电子器件中的潜力。

（注：翻译严格保留原文技术细节，如Co²⁺/Co³⁺价态、TCO（透明导电氧化物）等术语，并采用"p-n结""整流因子"等专业表述增强可读性）