Thứ ba, 25/06/2019 00:29
Số 6 năm 201951 - 55Download

Ảnh hưởng của nhiệt độ lắng đọng lên cấu trúc tinh thể, tính chất điện và quang của màng mỏng ZnO pha tạp F được chế tạo bằng phương pháp phún xạ magnetron

Phạm Thanh Tuấn Anh1*, Ngô Minh Nhựt1 , Nguyễn Hữu Trương1 , Hoàng Văn Dũng1 , Phan Bách Thắng2 , Trần Cao Vinh1

1 Phòng thí nghiệm Vật liệu kỹ thuật cao, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh

2 Trung tâm Nghiên cứu vật liệu cấu trúc nano và phân tử (INOMAR), Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh

Ngày nhận bài: 09/10/2018; ngày chuyển phản biện: 12/10/2018; ngày nhận phản biện: 14/11/2018; ngày chấp nhận đăng: 20/11/2018

Tóm tắt:

Màng mỏng trong suốt dẫn điện ZnO pha tạp F (FZO) được lắng đọng trên đế thủy tinh bằng phương pháp phún xạ magnetron từ bia gốm ZnO pha tạp ZnF2 . Cấu trúc tinh thể, tính chất điện và quang của màng FZO được nghiên cứu theo sự thay đổi nhiệt độ lắng đọng (100-300o C), bằng các phương pháp như phổ nhiễu xạ tia X (XRD), phép đo Hall và phổ truyền qua UV-Vis. Kết quả XRD cho thấy các màng FZO đều có cấu trúc đặc trưng hexagonal wurtzite của ZnO, với định hướng ưu tiên theo trục c vuông góc với bề mặt đế. Về tính chất điện, độ linh động điện tử của màng tăng đơn điệu khi nhiệt độ tăng do chất lượng tinh thể được cải thiện, trong khi đó, nồng độ hạt tải đạt cực đại ở 200o C. Độ truyền qua trung bình của các màng FZO đều trên 83% trong dải bước sóng rộng (400-1100 nm). Sự dịch chuyển xanh của bờ hấp thu kèm theo độ mở rộng năng lượng vùng cấm phù hợp với hiệu ứng Burstein-Moss.

Từ khóa:

cấu trúc tinh thể, màng mỏng, nhiệt độ lắng đọng, ZnO pha tạp F

Chỉ số phân loại:
2.5

Effects of substrate temperature on crystalline structure, electrical and optical properties of F-doped ZnO thin films deposited by magnetron sputtering

Thanh Tuan Anh Pham1*, Minh Nhut Ngo1 , Huu Truong Nguyen1 , Van Dung Hoang1 , Bach Thang Phan2 , Cao Vinh Tran

1 Laboratory of Advanced Materials, University of Sciences, VNU-HCM

2 Center for Innovative Materials and Architectures (INOMAR), VNU-HCM

Received: 9 October 2018; accepted: 20 November 2018

Abstract:

Highly transparent and conductive F-doped ZnO (FZO) thin films were deposited on glass substrates by magnetron sputtering from ZnF2 -doped ZnO ceramic target. Crystalline structure, electrical and optical properties of the films were studied under the change of substrate temperature (100-300o C). The effects of substrate temperature on the films were investigated by X-ray diffraction (XRD), Hall effect-based measurement and UV-Vis spectroscopy. The XRD results suggested that the FZO films had the characteristic hexagonalwurtzite structure of ZnO with c-axis preferential orientation perpendicular to the substrate. In respect of electrical property, electron mobility of the films increased monotonically by increasing the substrate temperature due to the improved crystallinity, while the carrier concentration reached peak at 200o C. The average transmittance of all the FZO films was more than 83% in the broad wavelength region (400-1000 nm). The blue-shift of absorption edge and widened optical band gap were in agreement with the BursteinMoss effect.

Keywords:

crystalline structure, F-doped ZnO, substrate temperature, thin films.

Classification number:
2.5
Lượt dowload: 467 Lượt xem: 1326

Đánh giá

X
(Di chuột vào ngôi sao để chọn điểm)
Chấm điểm