Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ảnh hưởng của việc pha tạp Na lên các tính chất kết cấu, loại dẫn điện và quang của màng mỏng ZnO sol-gel
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, chúng tôi báo cáo về việc lắng đọng màng mỏng ZnO pha tạp Na trên đế thạch anh bằng phương pháp sol-gel. Các ảnh hưởng của nồng độ tạp Na (0, 3, 6 và 9 at.%) lên các tính chất kết cấu, hình thái, điện và quang của các màng đã tổng hợp được điều tra một cách hệ thống bằng phương pháp phân tích nhiễu xạ tia X (XRD), phổ Raman, kính hiển vi lực nguyên tử (AFM), đo lường hiệu ứng Hall, quang phổ UV–Vis–NIR và phổ phát quang (PL). Các biểu đồ XRD cho thấy rằng các màng được chế tạo có độ định hướng trục c cao và thể hiện cấu trúc wurtzite hình lục giác của ZnO. Các phổ Raman của tất cả các màng ZnO cho thấy các đỉnh tán xạ tương tự tương ứng với các chế độ hoạt động Raman của cấu trúc lục giác wurtzite ZnO. Hình ảnh AFM chỉ ra rằng kích thước hạt và độ nhám bề mặt của các màng bị ảnh hưởng bởi việc pha tạp Na. Từ các đo lường hiệu ứng Hall, chúng tôi phát hiện ra rằng loại hạt mang phụ thuộc vào hàm lượng Na. Phân tích quang phổ UV–Vis–NIR tiết lộ rằng tất cả các màng có độ trong suốt cao trong vùng nhìn thấy. Các phổ PL ở nhiệt độ phòng cho thấy rằng sự phát xạ UV của các màng mỏng ZnO pha tạp Na phụ thuộc vào nồng độ Na. Đặc biệt, mẫu không pha tạp cho thấy cường độ phát xạ cao nhất, trong khi màng ZnO pha tạp Na loại p ở nồng độ 3 at.% lại thể hiện cường độ phát xạ thấp nhất.
Từ khóa
#ZnO #màng mỏng #pha tạp Na #hiệu ứng Hall #quang phổ UV-Vis-NIRTài liệu tham khảo
Z. Zang, A. Nakamura, J. Temmyo, Opt. Express 21(9), 11448 (2013)
Z. Zang, X. Zeng, J. Du, M. Wang, X. Tang, Opt. Lett. 41, 3463 (2016)
M.M. Momeni, Indian J. Chem. Sect. A 55, 686 (2016)
J.C. Fan, K.M. Sreekanth, Z. Xie, S.L. Chang, K.V. Rao, Prog. Mater. Sci. 58, 874 (2013)
E.C. Lee, K.J. Chang, Phys. Rev. B 70, 115210 (2004)
C.H. Park, S.B. Zhang, S.H. Wei, Phys. Rev. B 66, 073202 (2002)
Z.C. Feng, Handbook of Zinc Oxide and Related Materials: Materials, vol. 1 (CRC press Taylor and Francis, New York, 2013), p. 93
J. Huang, J. Qi, Z. Li, J. Liu, Nanotechnology 24, 395203 (2013)
S.S. Lin, H.P. He, Y.F. Lu, Z.Z. Ye, J. Appl. Phys. 106, 093508 (2009)
H. He, S. Lin, G. Yuan, L. Zhang, W. Zhang, L. Luo, Y. Cao, Z. Ye, S.T. Lee, J. Phys. Chem. C 115, 19018 (2011)
Z. Zheng, Y.F. Lu, Z.Z. Ye, H.P. He, B.H. Zhao, Mater. Sci. Semicond. Proc. 16, 647 (2013)
S.S. Lin, Z.Z. Ye, J.G. Lu, H.P. He, L.X. Chen, X.Q. Gu, J.Y. Huang, L.P. Zhu, B.H. Zhao, J. Phys. D Appl. Phys. 41, 155114 (2008)
W. Liu, F. Xiu, K. Sun, Y.H. Xie, K.L. Wang, Y. Wang, J. Zou, Z. Yang, J. Liu, J. Am. Chem. Soc. 132, 2498 (2010)
Y. Li, Y. Zhang, H. He, Z. Ye, J. Jiang, L. Cao, Mater. Lett. 76, 81 (2012)
L.L. Yang, Z.Z. Ye, L.P. Zhu, Y.J. Zeng, Y.F. Lu, B.H. Zhao, Electron. Mater. 36, 498 (2007)
W. Ko, S. Lee, G. Baek, J.P. Hong, Curr. Appl. Phys. 14, S103 (2014)
X.H. Pan, Y.S. Zhou, S.S. Chen, P. Ding, B. Lu, J.Y. Huang, Z.Z. Ye, J. Cryst. Growth 404, 54 (2014)
Y.F. Lu, K.W. Wu, Y.J. Zeng, Z.Z. Ye, J.Y. Huang, L.P. Zhu, B.H. Zhao, Chem. Phys. Lett. 582, 82 (2013)
K.J. Kim, P.B. Kreider, C. Choi, C.H. Chang, H.G. Ahn, RSC Adv. 3, 12702 (2013)
J.J. Lai, Y.J. Lin, Y.H. Chen, H.C. Chang, C.J. Liu, Y.Y. Zou, Y.T. Shih, M.C. Wang, J. Appl. Phys. 110, 013704 (2011)
F. Boudjouan, A. Chelouche, T. Touam, D. Djouadi, S. Khodja, M. Tazerout, Y. Ouerdane, Z. Hadjoub, J. Lumin. 158, 32 (2015)
F. Boudjouan, A. Chelouche, T. Touam, D. Djouadi, Y. Ouerdane, Mater. Sci. Semicond. Proc. 41, 382 (2016)
L.W. Wang, F. Wu, D.X. Tian, W.J. Li, L. Fang, C.Y. Kong, M. Zhou, J. Alloys. Compd. 623, 367 (2015)
M.K. Puchert, P.Y. Timbrell, R.N. Lamb, J. Vac. Sci. Technol. 14, 2220 (1996)
M. Chen, Z.L. Pei, C. Sun, L.S. Wen, X. Wang, J. Cryst. Growth 220, 254 (2000)
S.B. Yahia, L. Znaidi, A. Kanaev, J.P. Petitet, Spectrochim. Acta A 71, 1234 (2008)
J.I. Langford, A.J.C. Wilson, J. Appl. Crystallogr. 11, 102 (1978)
S. Kumar, R. Thangavel, J. Sol–Gel Sci. Technol. 67, 50 (2013)
J. Lü, K. Huang, J. Zhu, X. Chen, X. Song, Z. Sun, Phys. B 405, 3167 (2010)
L. Xu, X. Li, J. Yuan, Superlattice Microstruct. 44, 276 (2008)
R.S. Sreedharan, V. Ganesan, C.P. Sudarsanakumar, K. Bhavsar, R. Prabhu, V.P.P.M. Pillai, Nano Rev 6, 26759 (2015)
M. Koyano, P. Quocbao, L.T. Thanbbinh, L. Hongha, N. Ngoclong, S. Katayama, Phys. Stat. Sol. A 193, 125 (2002)
S.S. Shinde, P.S. Shinde, V.G. Sathe, S.R. Barman, C.H. Bhosale, K.Y. Rajpure, J. Mol. Struct. 984, 186 (2010)
K.A. Alim, V.A. Fonoberov, M. Shamsa, A.A. Balandin, J. Appl. Phys. 97, 124313 (2005)
S.J. Chen, Y.C. Liu, Y.M. Lua, J.Y. Zhang, D.Z. Shen, X.W. Fan, J. Cryst. Growth 289, 55 (2006)
O. Lupan, T. Pauporté, L. Chow, B. Viana, F. Pellé, L.K. Ono, B.R. Cuenya, H. Heinrich, Appl. Surf. Sci. 256, 1895 (2010)
H.Q. Ni, Y.F. Lu, Z.Y. Liu, H. Qiu, W.J. Wang, Z.M. Ren, S.K. Chow, Y.X. Jie, Appl. Phys. Lett. 79, 812 (2001)
D. Nečas, P. Klapetek, Cent. Eur. J. Phys. 10, 181 (2012)
Q. Wan, B. Shao, Z. Xiong, D. Li, G. Liu, Appl. Mech. Mater. 665, 124 (2014)
M. Dehimi, T. Touam, A. Chelouche, F. Boudjouan, D. Djouadi, J. Solard, A. Fischer, A. Boudrioua, A. Doghmane, Adv. Condens. Matter Phys. 2015, 740208 (2015)
T. Touam, M. Atoui, I. Hadjoub, A. Chelouche, B. Boudine, A. Fischer, A. Boudrioua, A. Doghmane, Eur. Phys. J. Appl. Phys. 67, 30302 (2014)
M. Wang, E.J. Kim, S. Kim, J.S. Chung, I. Yoo, E.W. Hahn, S.H. Shin, C. Park, Thin Solid Films 516, 1124 (2008)
M.C. Jun, J.H. Koh, Nanoscale Res. Lett. 7, 294 (2012)
M. Futsuhara, K. Yoshioka, O. Takai, Thin Solid Films 317, 322 (1998)
S. Ghosh, G.G. Khan, S. Varma, K. Mandal, Appl. Mater. Interface 5, 2455 (2013)
O. Lopatiuk-Tirpak, W.V. Schoenfeld, L. Chernyak, F.X. Xiu, J.L. Liu, A. Osinsky, P. Chow, Appl. Phys. Lett. 88, 202110 (2006)
K. Vanheusden, W.L. Warren, J.A. Voigt, C.H. Seager, D.R. Tallant, Appl. Phys. Lett. 67, 1280 (1995)
A.B. Djurisic, Y.H. Leung, Small 2(8–9), 944 (2006)