陈义川
,
胡跃辉
,
张效华
,
马德福
,
刘细妹
,
徐斌
,
张志明
人工晶体学报
在不同衬底温度条件下采用RF磁控溅射法在石英玻璃上沉积Al-H共掺杂ZnO薄膜.对所有样品进行晶体结构、表面形貌、电学、光学以及室温光致发光性能分析.结果表明:随着衬底温度的升高,ZnO薄膜的结晶度增加,晶粒增大,薄膜致密度增加;薄膜表面起伏变化减小;同时,电阻率最低达到7.58×10-4Ω·cm,透过率保持在75％左右.所有ZnO薄膜样品都以本征发光为主,Al-H共掺杂在一定程度降低ZnO薄膜缺陷发光的强度;随着衬底温度的升高,ZnO薄膜的本征发光强度明显增大;同时在能量为3.45 eV附近观察到了一个紫外发光峰.
关键词:
Al-H共掺杂ZnO
,
光致发光
,
磁控溅射
马德福
,
胡跃辉
,
陈义川
,
刘细妹
,
张志明
,
徐斌
人工晶体学报
采用溶胶-凝胶旋涂法在石英衬底上制备了不同Mg,Sn掺杂比例的ZnO薄膜,研究了不同Mg,Sn比例对ZnO薄膜微观结构、表面形貌和光电性能的影响及其内在机制.结果表明:Mg,Sn掺杂后薄膜仍保持六方纤锌矿结构并沿(002)方向择优生长,掺入2％的Mg后,晶粒有所长大,保持2％ Mg不变,随着Sn的掺入,薄膜晶粒减小,但薄膜的致密度、表面平整度以及薄膜晶粒均匀性却有明显的改善;适量Mg,Sn掺杂,一方面,因Mg,Zn离子的金属性差异和Sn4+替位Zn2+晶格位置提供两个自由电子使薄膜载流子浓度增加产生Burstein-Moss效应,另一方面,因晶粒尺寸变小产生量子限域效应,薄膜禁带宽度增大,同时可见光透过率也有着明显提高;Mg,Sn共掺杂使薄膜结晶变好,载流子迁移率增大,同时载流子浓度上升,ZnO薄膜电阻率呈现较大幅度的下降.
关键词:
ZnO薄膜
,
Mg,Sn共掺
,
溶胶-凝胶法
,
光电性能
陈义川
,
胡跃辉
,
陈俊
,
陈新华
,
马德福
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.10.029
主要研究了氢掺杂氧化锌(ZnO∶H)薄膜的性能,发现随着H2流量比的变化,其主要表现为浅施主掺杂、钝化空位缺陷以及刻蚀等作用.当H2流量比较小时(R≤0.02),样品沿(002)择优向生长,这时H原子主要作为浅施主掺杂,钝化氧空位和取代锌离子,使晶胞体积变小,提高ZnO薄膜的结晶性,同时使得ZnO带尾变窄,带隙变宽；SEM图观察到薄膜表面粗糙,晶粒变大、且分布均匀；薄膜电阻率下降,主要是薄膜结晶质量提高增加了电子迁移率及浅施主掺杂提高了电子浓度.当H2流量比较大时(R≥0.04),样品XRD(002)衍射峰淬灭,晶胞体积变大,薄膜结晶度降低.从红外吸收谱可以看出,在3400～3900cm-1范围,出现一个较宽的吸收带,这属于典型的O-H键区域振动模式(LVM)吸收带.由于极性分子团羟基造成电荷不平衡,产生氧空位,提高电子浓度,使薄膜电阻率降低.同时,由于刻蚀作用使得缺陷浓度增加,带尾变宽,使得薄膜带隙变窄.
关键词:
磁控溅射
,
氢掺杂氧化锌薄膜
,
掺杂性能
