Sn掺杂ZnO膜的共溅射制备及性能研究

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)深圳大学物理科学与技术学院 作者:叶凡

  ZnO 为直接带隙的半导体,室温下禁带宽度约为3.4eV,在可见光区透明,在光电子器件中有重要应用。掺杂可以调节ZnO 的光、电及磁等性能。ZnO 已被掺入Sn 等杂质元素,但大多集中在包括纳米线及纳米棒等纳米结构上。溅射是一种重要的制备及掺杂薄膜的方法,目前没有见到共溅射制备Sn 掺杂的ZnO 膜(ZnO:Sn)的报道;另外,ZnO:Sn 的热电性能也没有见到报道。

  我们采用共溅射的方法,以金属Zn(99.999%)和Sn(99.999%)做靶,通入氧和氩,在硅片和玻璃上沉积ZnO:Sn,同时为对比,在关闭Sn 靶并保持其它溅射工艺参数完全不变的条件下,制备了ZnO 膜。采用X 射线衍射、扫描电镜、四探针、紫外可见分光谱仪及赛贝克效应等对所制备的样品进行了测试。所得结果表明,掺杂和不掺杂的ZnO 膜都是六方结构,以(002)为择优取向,Sn 掺杂导致(002)峰向小角度移动,这种移动很可能是由于膜内存在应力所致;相同制备条件下,ZnO:Sn 的电导率远大于没有掺杂的ZnO;从样品的透射和反射谱,得到了其吸收曲线并拟合了光学带隙,发现相同制备条件下,ZnO:Sn 的光学带隙小于没有掺杂的ZnO 的光学带隙。我们还对ZnO:Sn 及ZnO 的热电性能进行了测试及讨论。

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