利用Cu、Co調(diào)節(jié)ZnAlO基透明導(dǎo)電薄膜光學(xué)與電學(xué)性能研究.pdf

1、ZnO是一種常見的半導(dǎo)體材料，可以較為容易的產(chǎn)生光致發(fā)光或者受激輻射，具有很好的應(yīng)用前景，有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值，ZnO單晶可以相對(duì)容易的生長(zhǎng)，在可見光譜中具有較小的光靈敏度和高透明度以及和玻璃、塑料相兼容的溫度，對(duì)環(huán)境的影響和毒性也低于其他大多數(shù)半導(dǎo)體，且成本低廉，使得ZnO作為透明導(dǎo)電薄膜具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。通過在ZnO中摻雜可以有效調(diào)節(jié)ZnO的導(dǎo)電性能和光學(xué)性能，有利于薄膜的性能優(yōu)化。
　　 本文采用激光脈沖沉積方法(Pulse

2、d Laser Deposition PLD)制備摻雜ZnO薄膜，選取SiO2及Si作為樣品的襯底。文章研究了不同元素及含量對(duì)ZnO薄膜的結(jié)構(gòu)性能、光學(xué)性能及電學(xué)性能的影響及改性研究，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1、本文采用的摻雜手段為脈沖激光沉積法沉積擴(kuò)散摻雜，摻雜樣品均呈現(xiàn)出單一的(002)方向的衍射峰，具有良好的擇優(yōu)方向的生長(zhǎng)，摻雜進(jìn)入了ZnO薄膜的晶格，薄膜的纖鋅礦的結(jié)構(gòu)未發(fā)生改變。
　　 2、研究了Al摻雜含量對(duì)

3、ZnO薄膜的影響。Al的摻入使得晶面間距差別較小，摻雜沒有明顯改變晶格結(jié)構(gòu)。薄膜的透光性降低，薄膜帶隙變寬。摻雜導(dǎo)致樣品載流子濃度升高，但在Hall遷移率的共同作用之下，樣品的電阻率略降低。
　　 3、我們?cè)谏鲜鼋Y(jié)論條件下繼續(xù)深入研究了Co/Cu摻雜和ZAO薄膜的關(guān)系。樣品薄膜均呈沿(002)方向擇優(yōu)生長(zhǎng)。Co摻雜會(huì)影響樣品的可見光的范圍內(nèi)光透過率，對(duì)ZAO薄膜的光學(xué)帶隙變化影響較小。Cu摻雜對(duì)樣品的光透過率影響較小，但會(huì)使樣品

4、的吸收邊向低能量方向發(fā)生移動(dòng)。Cu摻雜較Co摻雜對(duì)載流子濃度貢獻(xiàn)大，我們認(rèn)為這是由于在相同條件下Cu比Co更容易填充間隙并提供電子。摻雜樣品的性能指數(shù)低于未摻雜樣品，Cu摻雜相比Co摻雜性能指數(shù)優(yōu)異。
　　 4、最后我們研究Co和Cu共摻ZAO薄膜。我們認(rèn)為薄膜中存在著Vzn缺陷，Zni缺陷，單電離的Vzn-缺陷及一價(jià)的O空位。能帶間隙因摻雜而被展寬，紫外發(fā)光增強(qiáng)，鋅空位隨摻雜數(shù)量增多。載流子濃度先增加而后減少。薄膜Hall遷移