不同Si含量掺杂的ZTO薄膜的制备与研究

发布时间：2021-10-07 06:05

　　本文采用磁控溅射法制备Si元素掺杂的Zn Sn O薄膜（SZTO）,研究Si元素掺杂对薄膜样品性能的影响。XRD衍射图谱表明,不同Si掺杂含量的薄膜均呈现非晶态。利用原子力显微镜表征薄膜的表面形貌,随着Si含量的增加,薄膜样品的表面粗糙度呈现出单调递增的趋势,Si掺杂使薄膜样品的平整度降低。透射谱测试表明不同Si含量掺杂的SZTO薄膜在可见光波段均具有较高的透射率,利用Si元素掺杂可以提高在可见光范围的透射率,并有效增加Zn Sn O（ZTO）薄膜的光学带隙。PL谱测试表明,随着Si掺杂浓度的升高,PL谱的强度呈现出不同程度的增大,且展宽变宽,这表明Si掺杂的ZTO薄膜样品中引入了一些深能级缺陷。 

【文章来源】：真空. 2020,57(06)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

不同Si含量掺杂的SZTO薄膜对应的XRD衍射图谱

用原子力显微镜（AFM）观察不同Si含量掺杂的SZTO薄膜的表面形貌，原子力显微镜的扫描区域设定为（3×3）μm2。图2中的（a）、（b）、（c）三幅图片分别对应SZTO(0）、SZTO(1）、SZTO(2.9）的AFM照片。从图2中可以观察到随着Si掺杂含量不断上升，薄膜样品的表面形貌发生了较为明显的变化。其中（a）图中SZTO(0）显示晶体颗粒大小较为均匀，随着Si掺杂浓度的不断增加，晶体颗粒大小越来越不均匀并且出现了较大面积的光斑，这表明薄膜表面生长的越来越不均匀。为了能直观地展现薄膜样品粗糙度随着Si含量的增加的变化情况，我们作了如图3所示的示意图，从图中可以看出随着Si含量的增加，薄膜样品的表面粗糙度呈现出单调递增的趋势，这表明随着Si含量的增加，会使薄膜样品的表面平整度降低，这是因为我们选择的实验方法为磁控溅射，溅射时氩离子轰击靶材使靶材中的粒子获得能量，从而沉积到衬底上，靶材中获得能量的粒子难免会夹杂着固体Si O2小颗粒，这些小颗粒沉积到衬底上，夹杂在薄膜中就会使薄膜样品的粗糙度增加。所以我们的结论为Si掺杂使薄膜样品的平整度降低，粗糙度增加。图3 不同Si含量掺杂的SZTO薄膜对应的AFM形貌立体图

图2 不同Si含量掺杂的SZTO薄膜对应的AFM形貌平面图，(a)(b)(c)分别表示SZTO(0)、SZTO(1)、SZTO(2.9)的图片2.3 Si掺杂对薄膜光学性质的影响


本文编号：3421495