Subscribe to the gold package and get unlimited access to Shamra Academy
Register a new userStructural Characterizations, Optical and Electrical Properties of Zinc Oxide Thin Films Grown by Atomic Layer Deposition Method
المميزات البنيوية و الخصائص الضوئية و الكهربائية لأفلام رقيقة من أكسيد الزنك منماة بطريقة الترسيب الذري الطبقي
2021
0 66
0
(
0
)
Created by
Shamra Editor
Ask ChatGPT about the research
نقدم في هذه الورقة الخصائص البنيوية و الضوئية و الكهربائية لأفلام رقيقة من أكسيد الزنك تمت تنميتها من أجل بارامترات مختلفة بوساطة طريقة الترسيب الذري الطبقي (ALD). و قد نميت هذه الأفلام على ركائز من الزجاج و السيلكون عند درجات حرارة منخفضة. استخدمنا ثنائي إيتيل الزنك (diethyl-zinc) و الماء منزوع الأيونات كمصادر للزنك و الأكسجين، على التوالي. أجريت قياسات مورفولوجيا السطح، و التألق الضوئي في درجة حرارة الغرفة و مفعول هول لطبقات من أكسيد الزنك. و قد بينت الدراسة أن الأفلام التي تم الحصول عليها عند درجة حرارة130°C تظهر أعلى تركيز للحاملات (1.1×1019 cm-3) و أقل مقاومة (2.84×10-2 Wcm) . كما أظهرت الأفلام حركية تصل إلى 19.98 cm2/Vs و أنها ترتبط مع عملية التكنولوجيا المستخدمة.
In this paper we present the structural, optical and electrical characteristics of ZnO thin films grown for different parameters by the atomic layer deposition (ALD) method. The films were grown on glass and silicon substrates at low temperatures. We used diethyl-zinc (DEZn) and deionized water as zinc and an oxygen sources, respectively. Measurements of surface morphology, photoluminescence at room temperature (RT PL) and Hall Effect were made for ZnO layers. The films obtained at 130°C show the highest carrier concentration (1.1×1019 cm-3) and the lowest resistivity (2.84×10-2 Wcm). The films exhibit mobility up to 19.98 cm2/Vs that we associate to the technological process used.
Artificial intelligence review:
Research summary
تناقش هذه الورقة البحثية الخصائص البنيوية والضوئية والكهربائية للأفلام الرقيقة من أكسيد الزنك (ZnO) التي تم تنميتها باستخدام طريقة الترسيب الذري الطبقي (ALD). تم تنمية الأفلام على ركائز من الزجاج والسيليكون عند درجات حرارة منخفضة باستخدام ثنائي إيثيل الزنك (DEZn) والماء منزوع الأيونات كمصادر للزنك والأكسجين على التوالي. أظهرت القياسات أن الأفلام التي تم الحصول عليها عند درجة حرارة 130℃ تمتلك أعلى تركيز للحاملات وأقل مقاومة، كما أظهرت حركية تصل إلى 19.98 cm²/Vs. تم تحليل تأثير ظروف النمو على الخصائص الضوئية والكهربائية لأفلام ZnO، وتم التحكم في خشونة السطح والاتجاه المفضل بواسطة درجة حرارة النمو ومعايير دورة ALD. أظهرت النتائج أن الخصائص الضوئية والكهربائية والبنيوية لأفلام ZnO الرقيقة تتغير مع سماكة العينة، وأن النمو عند درجة حرارة منخفضة يمكن أن ينتج أفلام ZnO عالية الجودة مع قنوات تدهور غير إشعاعية غير فعالة.
Critical review
دراسة نقدية: تعتبر هذه الدراسة مفيدة جدًا في فهم تأثير ظروف النمو على الخصائص البنيوية والضوئية والكهربائية لأفلام ZnO الرقيقة. ومع ذلك، يمكن توجيه بعض الانتقادات البناءة لتحسين البحث. أولاً، كان من الأفضل تضمين مقارنة مع طرق ترسيب أخرى لتوضيح الفوائد النسبية لطريقة الترسيب الذري الطبقي. ثانيًا، يمكن توسيع الدراسة لتشمل تأثيرات إضافية مثل تأثيرات التلوث البيئي أو التغيرات في الضغط الجوي على خصائص الأفلام. أخيرًا، كان من الممكن تقديم توصيات أكثر تفصيلًا حول التطبيقات العملية للأفلام الرقيقة في الأجهزة الإلكترونية والبصرية.
Questions related to the research
-
ما هي المواد المستخدمة كمصادر للزنك والأكسجين في عملية الترسيب الذري الطبقي لأفلام ZnO؟
تم استخدام ثنائي إيثيل الزنك (DEZn) والماء منزوع الأيونات كمصادر للزنك والأكسجين على التوالي.
-
ما هي درجة الحرارة التي أظهرت أعلى تركيز للحاملات وأقل مقاومة في أفلام ZnO؟
الأفلام التي تم الحصول عليها عند درجة حرارة 130℃ أظهرت أعلى تركيز للحاملات وأقل مقاومة.
-
كيف تؤثر درجة حرارة النمو على خشونة السطح والاتجاه المفضل لأفلام ZnO؟
درجة حرارة النمو ومعايير دورة ALD تؤثر على خشونة السطح والاتجاه المفضل، حيث يمكن التحكم في هذه الخصائص بواسطة درجة حرارة النمو.
-
ما هي الخصائص الكهربائية التي تم قياسها لأفلام ZnO في هذه الدراسة؟
تم قياس تركيز الحاملات، المقاومة، والحركية باستخدام تأثير هول.
References used
(anotti Anderson and Van de Walle Chris G. Fundamentals of zinc oxide as a Semiconductor. Rep. Prog. Phys. 72, 2009, 126501 (1-29
(Klingshirn, C. ZnO: from basics towards applications. Physica Status Solidi (b) 244(9), 2007, (3027–3073
(Pearton, S. J; Norton, D. P; Ip, K; Heo, Y. W; Steiner, T. Recent progress in processing and properties of ZnO, Superlattices and Microstructures. 34(1– 2), 2003, (3–32
rate research
Read More
In the present paper, we discuss the influence of point defects on electrical and
optical characteristics of ZnO thin films grown by the atomic layer deposition (ALD)
method on glass and silicon substrates at low temperature (100°C). Room temperatu
re
photoluminescence (RT PL) spectra, secondary ion mass spectroscopy (SIMS), and Hall
Effect measurements were made for as-grown ZnO layers. The annealing process was
performed in air as well as in N2 atmosphere at 400°C for half an hour. The long annealing
resulted in a larger reduction in electron concentration. Simultaneously, an evident
increase in carrier's mobility was observed, which may suggest that annealing resulted in a
decreased number of native defects in the ZnO layers. Also, it was observed that hydrogen
atoms in ZnO samples did not dominate their electrical properties with the increase of
electrons concentration.
In this work, multi-layer thin films (insulator - metal - insulator) were prepared on glass substrates. Where we deposited the following order of (zinc oxide - silver - zinc oxide) by magnetron sputtering of zinc oxide and vacuum thermal evaporation technique for silver.
Mn doped tin oxide transparent conducting thin films were deposited at a
substrate temperature of 450°C by spray pyrolysis method. Structural
properties of the films were investigated as a function of various Mn-doping
levels (0, 1, 3, 5, 7 wt%) w
hile all other deposition parameters such as
substrate temperature, spray rate, carrier gas pressure and distance between
spray nozzle to substrate were kept constant.
CdTe Thin films were deposited on silicon substrates by thermal
evaporation method. The geometric thickness was calculated using
interferometric method based on reflectance curve recorded with the
spectrophotometer. The Reflection of High-Energy E
lectron Diffraction
(RHEED) patterns and XRD analysis reveals that the structure of the films are
polycrystalline with preferential orientation (111). The structure constant (a),
crystallite size (D), dislocation density (δ) and strain (ε) were calculated, and it
is observed that the crystallite size increases but micro-strain and dislocation
density decreases with increases in thin film thickness. The composition of the
samples was determined by Energy Dispersive X-ray Analysis (EDX) and it is
found that the wt.% of Cd increases and the wt.% of Te decreases with the
increases of film thickness due to the re-evaporation of Te.
There are wide uses of tin oxide thin films, especially in the field of
transparent conductors, solar cells, gas sensors and piezoelectric materials.
Laser deposition is considered one of the most important techniques followed to
obtain these film
s. In this research, we develop a technique to obtain
homogeneous thin films of tin oxide depending on vaporization of pile targets of
this oxide by continuous CO2 laser in the atmosphere, with a fan which
guarantees obtaining homogenous films. Some of these films were annealed in
different conditions. The optical microscope images revealed the presence of
high degree of homogeneity, while the X-Ray study showed different
crystallization grain orientations which depend on the preparation conditions.
The preferred direction is (110). The optical absorption gives information
about the value of the effective band gal for the samples before and after
thermal annealing. We have found that some films have Eg = 3.2 ev. before
annealing, and after long annealing they have Eg=1.3ev. In addition, the hard
annealed thin films reveal anisotropy in the optical and electrical.
Characteristics, they have different absorption coefficients in two
perpendicular directions, also there is an electrical resistance anisotropy along
these two directions especially after hard annealing. The Eb was 0.73 ev before
annealing, it became 0.37 ev for one direction and 0.32 ev for the other
direction.
Log in to be able to interact and post comments
comments
Fetching comments
Sign in to be able to follow your search criteria
