Optical absorption coefficient and thickness measurement of electrodeposited films of Cu2O

Abstract

The disadvantage of electrodeposited Cu2O films on opaque substrates regarding the measurement of their transmittance and optical absorption coefficient is overcome by a successful and reliable procedure of transferring the films onto glass slides. The method can be applied to other electrodeposited films. An accurate method for measuring the film thickness, required for the evaluation of absorption coefficients, is described. Transmittance and reflectance interferometry which are used for this purpose determine a density of (5.6 ± 0.6) g cm−3 for the films. This value can be used to evaluate the films thickness by a weighing method. The existing model for the evaluation of absorption coefficient is discussed in detail and developed further for the purpose aspired. The film absorption coefficients are measured in the wavelength range of 0.5 to 1.0 μm. The measured values after correction for the effect of an electronically inactive absorption tail, resembled those for bulk Cu2O. An optical bandgap in the range of 1.9 to 2.0 eV is obtained for the films. Die Schwierigkeit an auf undurchsichtigen Substraten galvanisch niedergeschlagenen Cu2O-Schichten ihre Transmittanz und optische Absorptionskoeffizienten zu messen, wird durch eine erfolgreiche und zuverlässige Methode zur übertragung der Schichten auf Glasscheiben überwunden. Das Verfahren läßt sich auch auf andere galvanisch abgeschiedenen Schichten anwenden. Eine genaue Methode zur Messung der Schichtdicke, die für die Bestimmung der Absorptionskoeffizienten erforderlich ist, wird beschrieben. Transmissions- und Reflextionsinterferometrie, die zu diesem Zweck benutzt werden, ergeben eine Dichte von (5,6 ± 0,6) g cm−3 für diese Schichten. Dieser Wert kann benutzt werden, um die Schichtdicke durch Wägung zu bestimmen. Das vorhandene Modell zur Berechnung des Absorptionskoeffizienten wird ausführlich diskutiert und für den angestrebten Zweck weiter entwickelt. Die Schichtabsorptionskoeffizienten werden im Wellenlängenbereich von 0,5 bis 1,0 μm gemessen. Die gemessenen Werte sind nach Korrektur des Einflusses eines elektronisch inaktiven Absorptionsläufers denen von Volumen-Cu2O ähnlich. Für die Schichten wird eine optische Bandlücke im Bereich von 1,9 bis 2,0 eV erhalten.