بررسی ویژگی های ساختاری نوار نازک ZnO تولید شده به روش اسپاترینگ

Structural and optical characterization of ZnO thin films for opto electronic device applications by RF sputtering technique

ویژگی های بصری و ساختاری نوار نازک ZnO برای کاربردهای دستگاه آپتوالکترونیک با روش اسپاترینگ RF

ABSTRACT

This work reports structural and optical study of ZnO thin films grown over p-type silicon (Si) and glass substrates by RF magnetron sputtering technique. Surface morphological and optical properties of thin film have been studied using X-ray Diffraction (XRD), Atomic Force Microscopy (AFM), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray (EDX), ellipsometry and photoluminescence (PL) spectroscopy. Strong diffraction peak (002)obtained from XRD spectra of ZnO thin film indicates a preferential growth of single crystalline thin film along thecaxis oriented phase of hexagonal wurtzite structure. Surface morphological feature reveals uniform growth of undoped ZnO thin film over the substrate.

Different important micro structural parameters for the film such as grain size, lattice parameters, defect density, stress and strain have been obtained. Optical properties such as transmittance, reflectance, absorption coefficient, refractive index and dielectric constant for a spectral range of 300–800 nm have been evaluated. A good optical transmittance of 83–92% has been observed for visible region, and the optical band gap of ZnO films.

 جهت دانلود رایگان نسخه لاتین این مقاله اینجا کلیک کنید .

چکیده

این تحقیق به تشریح ویژگی های ساختاری و بصری نوار نازک ZnO رشد یافته بر روی سیلیکون مدل P و لایه های شیشه با روش اسپاترینگ ماگنترون RF می پردازد. ویژگی های بصری و ظاهری سطحی نوار نازک با استفاده از انتشار اشعه ی X، میکروسکوپی نیروی اتمی، میکروسکوپی الکترون و اسکن آن، پخش انرژی ایکس ری طیف سنج سنجیده می شود. اوج انتشار قدرت از طیف XRD نوار نازک ZnO مشخص می کند که یک رشد بالایی در نوار نازک کریستالین در امتداد محور C در ساختار شش ضلعی آن پدید آمده است. سطح ظاهری آن و ویژگی های آن مشخص کرد که رشد یکپارچه ای از نوار نازک ZnO غیر دوپه شده در سرتاسر سطح رخ داده است.

پارامترهای ریزساختار مهمی در اندازه ی جسم، پارامترهای شبکه، تراکم عیب ها، فشار و کشش متفاوت می باشند. ویژگی های بصری مانند انتقال بازتاب جذب ضریب شاخص انکساری و ثابت دی الکتریک برای دامنه ی طیفی 300-800 nm محاسبه شده است. یک انتقال بصری خوب در دامنه ی 83-92 درصد برای منطقه ی سنجیده شده گزارش شده است و شکاف باند بصری نوار نازک ZnO حدود 3.23 بود. تابع هدر رفت انرژی و لومینانس نوری طیفی نوار نازک ZnO گزارش و ثبت شد.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.