Sn摻雜ZnO膜的共濺射制備及性能研究
ZnO 為直接帶隙的半導體,室溫下禁帶寬度約為3.4eV,在可見光區透明,在光電子器件中有重要應用。摻雜可以調節ZnO 的光、電及磁等性能。ZnO 已被摻入Sn 等雜質元素,但大多集中在包括納米線及納米棒等納米結構上。濺射是一種重要的制備及摻雜薄膜的方法,目前沒有見到共濺射制備Sn 摻雜的ZnO 膜(ZnO:Sn)的報道;另外,ZnO:Sn 的熱電性能也沒有見到報道。
我們采用共濺射的方法,以金屬Zn(99.999%)和Sn(99.999%)做靶,通入氧和氬,在硅片和玻璃上沉積ZnO:Sn,同時為對比,在關閉Sn 靶并保持其它濺射工藝參數完全不變的條件下,制備了ZnO 膜。采用X 射線衍射、掃描電鏡、四探針、紫外可見分光譜儀及賽貝克效應等對所制備的樣品進行了測試。所得結果表明,摻雜和不摻雜的ZnO 膜都是六方結構,以(002)為擇優取向,Sn 摻雜導致(002)峰向小角度移動,這種移動很可能是由于膜內存在應力所致;相同制備條件下,ZnO:Sn 的電導率遠大于沒有摻雜的ZnO;從樣品的透射和反射譜,得到了其吸收曲線并擬合了光學帶隙,發現相同制備條件下,ZnO:Sn 的光學帶隙小于沒有摻雜的ZnO 的光學帶隙。我們還對ZnO:Sn 及ZnO 的熱電性能進行了測試及討論。