Sự ảnh hưởng của nhiệt độ mọc màng lên hình thái và cấu trúc của màng mỏng ZnO
Email tác giả liên hệ:
hangptk@hcmute.edu.vnDOI:
https://doi.org/10.54644/jte.72A.2022.1238Từ khóa:
Zinc Oxide, ZnO, Màng mỏng, RF-magnetron sputtering, Nhiệt độ mọc màngTóm tắt
Kẽm oxit (ZnO) là một trong những oxit có triển vọng nhất trong ứng dụng nhiều ngành công nghiệp nhờ sở hữu các tính chất độc đáo. Nhờ có vùng cấm rộng trực tiếp (3,37 eV) và năng lượng liên kết exciton mạnh (60 meV) ở nhiệt độ thường, ZnO không chỉ dẫn điện tốt mà còn có khả năng truyền ánh sáng nhìn thấy và phát ra tia UV. Trong bài báo này, chúng tôi đã nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ mọc màng lên màng mỏng ZnO bằng cách thay đổi nhiệt độ mọc màng từ 400 oC đến 450 oC. Phún xạ magnetron tần số vô tuyến (radio-frequency - RF) được sử dụng chế tạo màng mỏng ZnO trên đế Si (100). Kết quả từ phương pháp kính hiển vi lực nguyên tử (atomic force microscopy - AFM) cho thấy độ nhám hiệu dụng (root mean square - RMS) giảm từ 6,1 ± 1,0 nm xuống 4,8 ± 0,6 nm khi nhiệt độ mọc màng tăng lên. Hình XRD cho thấy sự tăng cường cấu trúc của ZnO khi tăng nhiệt độ mọc màng. Các phát hiện của chúng tôi chỉ ra rằng việc kiểm soát nhiệt độ mọc màng là yếu tố quan trọng trong việc chế tạo màng mỏng ZnO chất lượng cao.
Tải xuống: 0
Tài liệu tham khảo
S. Vyas, "A Short Review on Properties and Applications of Zinc Oxide Based Thin Films and Devices: ZnO as a promising material for applications in electronics, optoelectronics, biomedical and sensors," Johnson Matthey Technology Review, vol. 64, no. 2, pp. 202 - 218, 2020.
M. A. Borysiewicz, "ZnO as a Functional Material, a Reviews," Crystals, vol. 9, no. 10, p. 505, 2019.
C. Klingshirn, "ZnO: Material, Physics and Applications," Chem. Phys. Chem, vol. 8, pp. 782-803, 2007.
Y. Z.-Gang, Z. X.-Qing, S. H.-Kai, T. X.-Ying, W. Y.-Sheng, and H. S.-Hua, "Lasing action of high quality ZnO thin film deposited by radio-frequency magnetron sputtering," Chinese Physics, vol. 14, no. 6, pp. 1205-1208, 2005.
A. A. Ghassan, N.-A. Mijan, and Y. H. Taufiq-Yap, "Nanomaterials: An Overview of Nanorods Synthesis and Optimization," in Nanorods and Nanocomposites, Morteza Sasani Ghamsari and S. Dhara, Eds.: Intech Open, 2020, pp. 1 - 24.
J. Ghosh, R. Ghosh, and P. K. Giri, "Tuning the visible photoluminescence in Al doped ZnO thin film and its application in label-free glucose detection," Sensors and Actuators B: Chemical, vol. 254, pp. 681-689, 2018.
S. I. Boyadjiev, V. Georgieva, R. Yordanov, Z. Raicheva, and I. M. SzilĂ¡gyi, "Preparation and characterization of ALD deposited ZnO thin films studied for gas sensors," Applied Surface Science, vol. 387, pp. 1230-1235, 2016.
G. M. Ali, "Performance analysis of planar Schottky photodiode based on nanostructured ZnO thin film grown by three different techniques," Journal of Alloys and Compounds, vol. 831, p. 154859, 2020.
L. Rajan, C. Periasamy, and V. Sahula, "Electrical characterization of Au/ZnO thin film Schottky diode on silicon substrate," Perspectives in Science, vol. 8, pp. 66-68, 2016.
A. B. Yadav, A. Pandey, D. Somvanshi, and S. Jit, "Sol-Gel-Based Highly Sensitive Pd/n-ZnO Thin Film/n-Si Schottky Ultraviolet Photodiodes," IEEE Transactions on Electron Devices, vol. 62, no. 6, pp. 1879-1884, 2015.
P.-C. Lee, Y.-L. Hsiao, J. Dutta, R.-C. Wang, S.-W. Tseng, and C.-P. Liu, "Development of porous ZnO thin films for enhancing piezoelectric nanogenerators and force sensors," Nano Energy, vol. 82, 105702, 2021.
W. Qin et al., "A high power ZnO thin film piezoelectric generator," Applied Surface Science, vol. 364, pp. 670-675, 2016.
S. Chala, N. Sengouga, F. Yakuphanoğlu, S. Rahmane, M. Bdirina, and İ. Karteri, "Extraction of ZnO thin film parameters for modeling a ZnO/Si solar cell," Energy, vol. 164, pp. 871-880, 2018.
P. Fallahazad, N. Naderi, M. J. Eshraghi, and A. Massoudi, "Combination of surface texturing and nanostructure coating for reduction of light reflection in ZnO/Si heterojunction thin film solar cell," Journal of Materials Science: Materials in Electronics, vol. 29, no. 8, pp. 6289-6296, 2018.
D. Kumar and M. Johari, "Characteristics of silicon crystal, its covalent bonding and their structure, electrical properties, uses," AIP Conference Proceedings, vol. 2220, no. 1, 040037, 2020.
T. P. Rao, M. C. S. Kumar, S. A. Angayarkanni, and M. Ashok, "Effect of stress on optical band gap of ZnO thin films with substrate temperature by spray pyrolysis," Journal of Alloys and Compounds, vol. 485, no. 1, pp. 413-417, 2009.
F. Zahedi, R. S. Dariani, and S. M. Rozati, "Effect of substrate temperature on the properties of ZnO thin films prepared by spray pyrolysis," Materials Science in Semiconductor Processing, vol. 16, no. 2, pp. 245-249, 2013.
S. Singh, R. S. Srinivasa, and S. S. Major, "Effect of substrate temperature on the structure and optical properties of ZnO thin films deposited by reactive rf magnetron sputtering," Thin Solid Films, vol. 515, no. 24, pp. 8718-8722, 2007.
S. Mishra et al., "Structural Properties of Thin ZnO Films Deposited by ALD under O-Rich and Zn-Rich Growth Conditions and Their Relationship with Electrical Parameters," Materials, vol. 14, no. 14, 2021.
S. Cho, "Structural and optical properties of ZnO films grown on sapphire substrates subjected to substrate temperature," Journal of the Korean Physical Society, vol. 49, no. 3, pp. 985-988, 2006.
D.-K. Kim and C.-B. Park, "Deposition of ZnO thin films on Si by RF magnetron sputtering with various substrate temperatures," Journal of Materials Science: Materials in Electronics, vol. 25, no. 12, pp. 5416-5421, 2014.
C. Morales et al., "Growth and characterization of ZnO thin films at low temperatures: from room temperature to -120 °C," Journal of Alloys and Compounds, vol. 884, 161056, 2021.
Chang-Sik Son et al., "Deposition-temperature dependence of ZnO/Si grown by pulsed laser deposition," Journal of the Korean Physical Society, vol. 45, pp. S685 - S688, 2004.
Y. Liang et al., "Growth Mechanisms and the Effects of Deposition Parameters on the Structure and Properties of High Entropy Film by Magnetron Sputtering," Materials, vol. 12, no. 18, 2019.
H. Ennaceri et al., "Influence of stress on the photocatalytic properties of sprayed ZnO thin films," Solar Energy Materials and Solar Cells, vol. 201, 110058, 2019.
S. Youssef, P. Combette, J. Podlecki, R. A. Asmar, and A. Foucaran, "Structural and Optical Characterization of ZnO Thin Films Deposited by Reactive rf Magnetron Sputtering," Crystal Growth & Design, vol. 9, no. 2, pp. 1088-1094, 2009.
B. D. Cullity, "Structure of Polycrystalline Aggregates," in Elements of x-ray diffraction 2nd ed. Reading, MA: Addison-Wesley Publishing Company, Inc., 1978, pp. 281 - 323.
Tải xuống
Đã Xuất bản
Cách trích dẫn
Giấy phép
Bản quyền (c) 2022 Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ Thuật - ĐH SPKT TP.HCM
Tác phẩm này được cấp phép theo Giấy phép quốc tế Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 .
Bản quyền thuộc về JTE.


