Chế tạo màng ZnO tạp chất (In,N) bán bẫn loại p bằng PP phún xạ magnetron DC, kh.sát các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc, tính chất điện và tính chất quang của màng bán dẫn loại p

Thông tin tài liệu

Chế tạo màng ZnO, tạp chất (In,N) ,bán bẫn loại p, bằng PP phún xạ ,magnetron DC, khảo sát các yếu tố, ảnh hưởng đến cấu trúc, tính chất điện và tính chất quang của màng bán dẫn loại p

Lu 1     ! "#$% &'()*&+,-.% 1.1 Tổng quan về màng mỏng dẫn điện trong suốt 10 1.2 Vật liệu ZnO 10 /012345-. //678494:;28;45-.< 1.3 Cấu trúc vùng năng lượng của ZnO 17 1.4 Tính chất điện và quang của ZnO 18 &=0>4?@9-.A /&=0B19;@9-./% "#/$/A &CD(EFG&+E-.H&H.I+H/A 2.1 ZnO pha tạp loại p 28 2.2 ZnO pha tạp nitơ (ZnO:N) 30 //JK;@9L4M7N0123@9OP;-.$<% ///JK;@9L4M7N=0B19;@9OP;-.$< //<&Q;B19ROSTU;2VW8OP;-.$</ 2.3 ZnO đồng pha tạp donor – acceptor 34 "#<$<A H"#HHHXYIZ&[.<A \P8&10 Lu 2 3.1 Khái niệm về phún xạ 38 3.2 Phún xạ magnetron phẳng 38 </"1>45O@9LJM;L6LL3]O9;^28L_;<A <//018?O9;^28L_;<` 3.3 Các phương pháp đo 40 <<HJM;L6L>8LQ21aRB19b4% <</Y9c>4>SdPa1D9O9F;eF;LJM;L9cLa71 <<<HJM;L6L>8977 <<HJM;L6LeTOf4dg< <<!HJM;L6L4h1]49YiY[j! <<kHJM;L6L>8LQB19;L6B19;iHbL8871O4^^^jk <<lHQ6m;7Jn;49Yl <<AHJM;L9cLLo4cLUD9c]9;JM[1^2p82die9q9^24; [1^2p82dr[sjA "#$!< t&I.u-.\vH&IHi+wjxH"#HHHX YIZ&[.!< 4.1Quy trình chế tạo bia gốm dẫn điện ZnO pha tạp In 53 4.2 Hệ tạo màng trong quá trình phún xạ 55 4.3 Các bước chuẩn bị trước khi phún xạ tạo màng 61 <(162V]y7>Wk </(162V]y7e49k/ <<6eT2=e49r>Wk/ 4.4 Kết quả và bàn luận 64 \P8&10 Lu 3 JK;@9z;>SL+7N0123w=0>4?PB19;@9 OP;-.$i+wjk /JK;@94?>S>W7N0123w=0>4?PB19;@9 OP;e6d{-.$i+wjl <JK;@9|7?q=/}i/~2j7N0123w=0B19;P >4?@9OP;e6d{-.$i+wjl` W84WL]3Lb-.$i+wj}bs4A< "#!$Ak •t&*u"€H&&[+•Ak &F++E&•D.AA H`l \P8&10 Lu 4 DANH MỤC CÁC BẢNG &29; ‚;STU;TR0123@9-. / 9D;/sJ9a>UD4;7JM;9d^71; /k 9D;&U;Uc98O9F;1D99cOoƒ1&/Aw&/w&/w&/lw &/k9F&` !k ‚;/&4coc>4NB19;1D9O9F;-.$i+wj9a>Q4^8| 7?+q9c91 !A 9D;<9FO7JM;1D99c;1aNUc28;O9F;JFLo4cZs k 9D;\4NF1q4N98O9F;1D99cOoƒ1^84N>U>Nc k/ 9D;!•4cJMc91D99cO9F;&/<w&/kw&/lw&< k ‚;kJK;@94?>S>W7N=0B19;P>4?@9 OP;O:;-.$i+wjMc44N>U>Nc9a>UD4JF/%%b<!% %  k! 9D;l\4NF1q4N98O9F;1D99cOoƒ1&/lw&<%9F&< kA ‚;A&4c0>4?P=0B19;1D9O9F;O:; -.$ i+wj784L l \P8&10 Lu 5 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ &29; V012345@9-.  V/0123„12…4^7†;46]WL‡@9O;45-. / 4F<s948D;s8qaPˆ2^q^7 < V9s94:;>J‰;  Ves94:;e4N  V!4‚>z6OŠ;7Jn;q1aW@9-. ! VksM>z0123‹;;7Jn;@9-. k Vl;7Jn;L88>Jne‚88P /% 4A‚88PŒM•; /% V`sM>ze451d4h‹;>ŽŠ@9L0K•P•/ / V%451d4h•1a5OŠ•5•@9>4?yK2;64 Me‚P2;64q== // V451>zOU‚•1a5OŠ‘‹;•92Ž7NOŠ d882P•1a5OŠd882P9^L82 /< 4F/Jƒ;;1aNUc8cNDJDd1;L9L98e9cdoƒ7894L /! 4F//HUD4Nƒ1]949Y1D9-.$2i9j’-.$iej /A V/<HQ21aRB19@9OP;-.P-.$ /` V/012345@9UO;-.$i/w9j < V/!4‚>zOŠ;7Jn;@9@9-.L9L784L < V<?L3]O9;^28L_; <k V</sM>zqT4>8LQ21aRB19 <l V<<sM>zqT4@9?O6a>8eRdPaia71j <A V<1a5>S;@9‚4>4? <` \P8&10 Lu 6 V<!sM>zLJM;L6L>8eTOf4dg  V<ks•4h1]49Y2N6O‡;1aNy / V<lMWB19;L6B19;  V<AsM>z;1aN7@9?;4=4?1LQZY28; &Z  V<`sM>z;1aN7>8LQ[s k V<%HQ[s@9OP;s42N>We l 4F<Uc474NN;4Jƒ9qUc47JM;;1aNJDMc4•9F θ  A V(1a2V8e49L3]e“;LJM;L6Ld1;qW !% V/124F4N>U1D9B19c24Fd1;qNc ! 4F<949;TO2JMcq4L1c ! 4F<e49;TO91q4L1c]9 ! 4FHUD4Nƒ1]949Y1D9e49+ L9L/”qT47Jn;+ !/ V!sM>ze1z;oqU; !< Vk018eN28;@9e1z;oqU; ! Vl0198?O9;^28 ! VA6eT2=e49r>W•4•<!OP]•/! !k 4F`HUD4Nƒ1]949Y1D99cOoƒ1&/Aw&/w&/w&/lw &/kw&` !l 4F%•4cJMc1D999a>UD4^8|7?L9L+ !l 4FHQ21aNFB191D9Ooƒ1&/Aw&/w&/w&/lw&/k 9F&` k% V/HQ[sB196P=86@9O{1&/l k/ 4F<HUD4h1]49Y1D99cOoƒ1&/<w&/lw&/k9F &< k V•=J•9a>Q4^84?>S>W k! 4F!\4N2MD1oc1D99cO9F;9a>Q4^84N>S>W kk Vk•‚86LQ21aRB19@96OP;^84?>S>W kl \P8&10 Lu 7 VlHQ4Nƒ1]949Y@9O{1&<w&<%P&/l k` 4FAHUD21aNFB191D99cOoƒ1&<w&<%9F&/l k` V`HQH@9OP;-.P-.$i+wj2N>Ws4i%%j l% 4F/%s•9a>Q4>4N2MD1ocPUF;>U99D41D99cO9F; -.$i+wj^8|7?q= / }i / ~2j l/ V/\J‰;>‡2J;+b@9O{1&kbs l< V//\J‰;>‡2J;+b@9O{1&Abs l< V/<\J‰;>‡2J;+b@9OP;&kbsP&Abs l \P8&10 Lu 8 MỞ ĐẦU ;9Fa9aw4NNc98O9F;O8D;doƒ>4N28;1Uci&.jdJ92No 74N1NF-.>JMJB19oO1D99c9Fq8982NNc;4Mc4wd8q‚; Š;d†;28;64WeŽB19;>4?8>S;28;‹;q‚q4WPy;84 J>–Zw79^2d48d^wO9F4F4ND4LD;—9c4Nce4B19;>4N9Fa 89>U;dJ92N4NcL]1cLb8c4c28;1Uc9Fdoƒ>4NUc&JF>8c4N ;4NJc1&.e6d{7894P7894L>JM4WP2Nd4N2U;  \Uc4Mc4O9F;e6d{7894wqNcB19D>9>JM2ocq9DB19J+&. i+ / . < $sj˜/™9FO9F;-.L99L9c;1aNUc8cO+++JUOi7jw ;97741Oi9jP4d41Oi+jMc4UF;>U99D47•M% /% O b< 9F>U21aNFB19 A%b`%”˜/™w˜%™w˜l™&26474wqWB1‚1>Jn‘OP;e6d{784L{g20 4R1Wwd8;7JM;q4c899^L8298P>U8F999^L82L99L ocL\5L99L7894L;JMF49J‰;L9L9c;1aNUcJ4w9wHww9F seP8-.˜/™š>oaw4R1P;4NŠ1>R;ŽW8OP;-.e6 d{784Le“;6L9L4MwJ;07Jn;OP;{g0L˜<%™w˜</™w ˜!™#D>4R1q4?eVJ‰;d89^L824MqU;>@9aW8]a28;O; 45-.wO>S7›2T;qU;>@9886Š;d†;B19;>4?w;8P429 z;>SL9 L4M 98œ qU;26q:4829 6 94:;eN28; OP;˜™ &•9O9O88PS;•>ž>R]10LJM;L6L>z;L9Ld882i7w 98‡+jr9^L824M>5>>Jne6d{784L7JK;\oa>Jn]^O J7PL9LL‚Š;wO†>=7P;4‚O;7Jn;9d^71;>58Ÿ;nL Š28;O;45-.Jb9P;J‰;•qWnL@94MP8 28;OP;˜!k™w˜!l™ HJM;L6L>z;L9L>ž>Jn•O3;U46Ld†;PW8 PU;OP;-.$i+wje6d{784L˜k™&1a4N28;U;2V2Nw 3;U4 O•4d‘;744?;4NŠ1‚JK;@9|7?q= / }i / ~2j f;J‚JK;@9aW1T4?>S>W07Jn;784L@9OP; \P8&10 Lu 9 &28;71Paw3;U44WL†•4?W8OP;-.$i+wj e6e{784Le“;LJM;L6LL3]O9;^28•9D89c9caNc1Uc9D JMD;>Ncoc121cw4coc>4N9F=0B19;1D9O9F;e9cdoƒ7894L&4WL †‚44?MŸ9=0>4?@9OP;Mc4U;4N1NDJ91$ b Nc98e49;UcO-.L99L+i4d41OjMc4Mc4qUc47JM;L99LJFb <” b Y9c>4UF;>UL99L+Uc4J128;O9F;e9cdoƒ>UF;L99L b &4WL†q‚8674‚JK;@9|7?q= / }i / ~2jMD4R1OŠ>S q691 b •9D89c‚JK;@9aW1T4?>S>NDo;98oc7JM;1D9O9F; b J•>š1Nc984NcL]1cd4NDLb-.}bs49Fq9D89c>JMF;>2J; +b>ND>9c;49coc7JM;1D9O9F;e9cdoƒ7894L b 6qWB1‚@93;U4>Jn]6>ŽU;B196LŒL>84?>4$ LŒL>8LQ21aRB19b4wLŒL>8LQ4h1]49YiY[jwL^cL>8LQ 6m;7Jn;iZsjwLŒL>8LQL6B19;HwLŒL>8977wLŒL>8eT Of4dgwLŒL>8eRdPae“;LJM;L6Lsa71w>8>‡2J;+b@9OP;>Jn 82N>Ws4749F>e4N79FL^cL>86];Jn[1^2p82di[sj \P8&10 Lu 10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU ZnO 1.1 Tổng quan về màng mỏng dẫn điện trong suốt •5‘O`%lwq4•Ÿ;e6868>š14NROP;8]49dO41O id.j28;1Td{>4?w>ž••L6245qU;;‘;Rq¡1;4NŠ1 f;JW874?1•Ÿ;=0>S>68Pas•;49;RT7Jn; ;4NŠ1P•e4W>Q487•@9q¡1W8OP;e“;4R1LJM; L6Lq6917POSO4Š;8•L6245@9OP;O:;d{>4? 28;1TVWwOP;O:;d{>4?28;1T7P>T4Jn;;4NŠ1>ša3 ŽP13>Jn204R1•B19oO@96Lg;=;4?O2NW;4•4 74?1-.•q‚;d{>4?Jq4O784J;7428;1T28;‹; q‚q4WJ60>4?OU48>‡>45OPaOPOP;28;1Td{>4?• 204R1Š;d†;J$‚Oe4Wq=w4?>4?2K28;1T8y9QO6ae9aw OP;m>4?wOP;m4h1>4?‘w;JM;L‚]4?8y9Qw6 PLš0L†7¢7•9828;?14?O‡2‰4w>4?•28;1T8 OPV45Ž457:;ijwZŸ1Mi.ZjwOPVL79O9wL4 O‡2‰4d•92Ns4U>ŽV— 1.2 Vật liệu ZnO &4 5 -. • 4? >S•; ‚a98i£`l! 8 jw qT47Jn; 24N; !k%k;}O < wqU;928;J•wqU;O‹4wKd;eS•OP12m;&1a 4Nw-.20dh928;d1;dŽ9]=P9>Jn28;d1;dŽq4RO˜™ -.7PnL0e6d{9401y++b+w7Pe6d{784•>S2S;‹; 0O7•Z;•<<l^wK4?>SLg;•41a5OŠ_;w45e0>_; J•;P•OS2†B19;¢&45-.28;1Tw0L124N;KeJ• •;7•M<l%Ow•44W10¤/%%APqU;d{>4?K>4R1q4?eV J‰;˜™ \P8&10 [...]... hơ p màng mỏng dẫn điện pha t p loại p thường gă p vấn đề khó khăn trong việc mở rộng năng lượng vùng cấm và độ truyền qua chưa cao [60], [68] Bên cạnh đó, việc pha t p tạo bán dẫn loại p còn làm thay đổi năng lượng Madelung của h p chất pha t p Bảng 2.1 Sự thay đổi năng lượng Madelung của nhóm nguyên tố pha t p loại n và loại p [1], [53] T p chất T p loại n: AlZn GaZn InZn T p loại. .. thể của ZnO Tuy nhiên, khi nitơ tham gia vào màng, sẽ gây ra những biến đổi nhất định về cấu trúc cũng như tính chất điện và quang [1], [60] 2.2.1 Ảnh hưởng của t p nitơ lên cấu trúc của màng ZnO: N Nhóm tác giả B.Yao đã chế tạo màng ZnO: N và ZnO: Ar bằng phương pha p phún xạ RF và đã khảo sát cấu trúc tinh thể của màng mỏng bằng phương pha p đo nhiễu xạ tia X và. .. cấu trúc tinh thể của ZnO pha t p và đồng Hình 2.2a: Cấu pha t p với điều kiện biên tuần hoàn trong mạng như sau: trúc tinh thể của một ô mạng ZnO: (2N:Ga) ZnO pha t p loại n với các nguyên tố nhóm III (B, Al, Ga và In), - Tạo màng bằng cách thay 1 trong 16 vị trí của nguyên tử kẽm bởi t p donor mạng - Tạo màng ZnO pha t p nitơ loại p thì có hai trường h p xảy ra: (i) ZnO pha t p nitơ có nồng độ hạt... thái p của mức acceptor và trạng thái s của donor đồng pha ta p như Al và Ga với bán kính Bohr lớn hơn và độ hòa tan cao hơn sẽ rất hiệu quả cho việc tăng bán kính Bohr của mức acceptor nitơ Vì vậy trong vật liệu đồng pha ta p loại p, các quỹ đạo ở mức acceptor chồng phủ lên nhau một cách thích hơ p làm cho độ dẫn điện tốt hơn Hiệu ứng pha ta p của đa... tan vào mạng tinh thể sẽ hình thành mức donor và tạo thành bán dẫn loại n [53], [58] 2.2.2 Ảnh hưởng của t p nitơ lên tính chất quang của màng ZnO: N Sự ảnh hưởng của nitơ lên tính chất quang của màng được thể hiện qua sự thay đổi phổ truyền qua của màng (hình 2.3) Khi nitơ được pha ta p vào mạng tinh thể ZnO sẽ làm cho độ truyền qua của màng giảm xuống, bờ hâ p thu... tăng cường h p thức của nitơ vào trong màng [56], [57] 2.3 ZnO đồng pha t p donor – acceptor Năng lượng Vùng dẫn Mức đơn donor (D) Mức đơn acceptor (A) ) Hình 2.4 Cấu trúc tinh thể của một ô mạng ZnO: (2N, Ga) Vùng hóa trị Hình 2.5 Giản đồ vùng năng lượng của bán dẫn đồng pha t p loại p Phương ph p đồng pha t p acceptor (A) và donor (D) được xem như là pha t p phản ứng, theo tỷ lệ A:D = 2:1, ví dụ như... cho cấu trúc tinh thể của ZnO pha ta p có chiều hướng ổn định Trong khi đó sự pha ta p tạo bán dẫn loại p thì làm tăng năng lượng Madelung, làm cho cấu trúc tinh thể có khuynh hướng không ổn định [53] Đào Anh Tuấn Luận văn thạc sĩ Vật Lý 30 2.2 ZnO pha t p nitơ (ZnO: N) Để pha ta p loại p cho ZnO, người ta thường chọn nitơ vì bán kính ion của nó gần giống với bán. .. thời gian phục hồi là sự tán xạ phonon và tán xạ khuyết Tán xạ phonon là hàm của nhiệt độ, có khuynh hướng giảm khi nhiệt độ giảm Tán xạ khuyết độc l p với nhiệt độ Sự phân bố về tán xạ của phonon, t p hay khuyết có thể được tổng h p từ qui luật Mathiessen như trình bày trong phương trình (1.8) [10]: ρ = ρphonon + t p + ρkhuyết (1.8) ZnO được xem như màng bán dẫn suy biến bao gồm bán dẫn chứa loại hạt... văn thạc sĩ Vật Lý 29 bán dẫn loại p Bên cạnh đó vanadium thay vào vị trí của kẽm cũng cho mức năng lượng khá thâ p ở 0.34eV và 0.18eV Theo dự đoán của lý thuyết các mức năng lượng acceptor được xem là nông như LiZn, NaZn và các mức năng lượng acceptor sâu PO, AsO và SbO [21] Tuy nhiên việc tổng hơ p màng bán dẫn loại p với điện trở suất thâ p còn đang là một... đo PL ở nhiệt độ th p Từ những báo cáo ở trên, ta thấy các các nhà nghiên cứu đã sử dụng nhiều phương pha p khác nhau để tổng hơ p màng dẫn điện loại p từ cùng một nguồn khí nitơ Tuy nhiên việc chế tạo màng ZnO: N g p nhiều khó khăn, cho nên một số nhóm tác giả như T.Yamamoto đã đề xuất ý kiến là đồng pha t p donor – acceptor để làm giảm năng lượng Madelung và tăng cường hợp . 40 <<HJM;L6L>8LQ21aRB19b4% <</Y9c>4>SdPa1D9O9F;eF;LJM;L9cLa71 <<<HJM;L6L>8977 <<HJM;L6LeTOf4dg< <<!HJM;L6L4h1]49YiY[j! <<kHJM;L6L>8LQB19;L6B19;iHbL8871O4^^^jk <<lHQ6m;7Jn;49Yl <<AHJM;L9cLLo4cLUD9c]9;JM[1^ 2p8 2die9q9^24; [1^ 2p8 2dr[sjA "#$!< t&I.u-.vH&IHi+wjxH"#HHHX YIZ&[.!< 4.1Quy trình chế tạo bia gốm dẫn điện ZnO pha t p In 53 4.2 Hệ tạo màng trong quá trình phún xạ 55 4.3 Các bước chuẩn bị trước khi phún xạ tạo màng 61 <(162V]y7>Wk </(162V]y7e49k/ <<6eT2=e49r>Wk/ 4.4. 18 &=0>4?@9-.A /&=0B19;@9-./% "#/$/A &CD(EFG&+E-.H&H.I+H/A 2.1 ZnO pha t p loại p 28 2.2 ZnO pha t p nitơ (ZnO: N) 30 //JK;@9L4M7N0123@9OP;-.$<% ///JK;@9L4M7N=0B19;@9OP;-.$< //<&Q;B19ROSTU;2VW8OP;-.$</ 2.3. 34 "#<$<A H"#HHHXYIZ&[.<A  P8 &10 Lu 2 3.1 Khái niệm về phún xạ 38 3.2 Phún xạ magnetron phẳng 38 </"1>45O@9LJM;L6LL3]O9;^28L_;<A <//018?O9;^28L_;<` 3.3

Ngày đăng: 25/05/2015, 22:39

Xem thêm: Chế tạo màng ZnO tạp chất (In,N) bán bẫn loại p bằng PP phún xạ magnetron DC, kh.sát các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc, tính chất điện và tính chất quang của màng bán dẫn loại p, Chế tạo màng ZnO tạp chất (In,N) bán bẫn loại p bằng PP phún xạ magnetron DC, kh.sát các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc, tính chất điện và tính chất quang của màng bán dẫn loại p, TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU ZnO, 1 Tổng quan về màng mỏng dẫn điện trong suốt, 4 Tính chất điện và quang của ZnO, TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU ZnO PHA TẠP LOẠI P, 3 ZnO đồng pha tạp donor – acceptor, PHƯƠNG PHÁP PHÚN XẠ MAGNETRON DC, 3 Các phương pháp đo, CHẾ TẠO MÀNG ZnO ĐỒNG PHA TẠP (In, N) BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÚN XẠ MAGNETRON DC, 2 Hệ tạo màng trong quá trình phún xạ, 3 Các bước chuẩn bị trước khi phún xạ tạo màng, 4 Kết quả và bàn luận, TÀI LIỆU THAM KHẢO

Chế tạo màng ZnO tạp chất (In,N) bán bẫn loại p bằng PP phún xạ magnetron DC, kh.sát các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc, tính chất điện và tính chất quang của màng bán dẫn loại p

Thông tin tài liệu

Từ khóa liên quan

Mục lục

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU ZnO

1.1 Tổng quan về màng mỏng dẫn điện trong suốt

1.2 Vật liệu ZnO

1.2.1 Cấu trúc tinh thể ZnO

1.2.2 Các loại sai hỏng trong tinh thể ZnO

1.3 Cấu trúc vùng năng lượng của ZnO

1.4 Tính chất điện và quang của ZnO

1.4.1 Tính chất điện của ZnO

1.4.2 Tính chất quang của ZnO

CHƯƠNG 2:

TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU ZnO PHA TẠP LOẠI P

2.1 ZnO pha tạp loại p

2.2 ZnO pha tạp nitơ (ZnO:N)

2.2.1 Ảnh hưởng của tạp nitơ lên cấu trúc của màng ZnO:N

2.2.2 Ảnh hưởng của tạp nitơ lên tính chất quang của màng ZnO:N

2.2.3 Tổng quan về một số công trình chế tạo màng ZnO:N

2.3 ZnO đồng pha tạp donor – acceptor

CHƯƠNG 3:

PHƯƠNG PHÁP PHÚN XẠ MAGNETRON DC

3.1 Khái niệm về phún xạ

3.2 Phún xạ magnetron phẳng

3.2.1 Ưu điểm của phương pháp phún xạ magnetron phẳng

3.2.2 Cấu tạo hệ magnetron phẳng

Trích đoạn

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan