luận văn thạc sĩ vật lý nghiên cứu màng điện cựu

80 505 0
luận văn thạc sĩ vật lý nghiên cứu màng điện cựu

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang MỤC LỤC Trang Danh mục bảng Danh mục hình vẽ Danh mục chữ viết tắt MỞ ĐẦU PHẦN I : TỔNG QUAN CHƯƠNG I: Tổng quan vật liệu 10 1.1.Tổng quan ZnO 10 1.2 Tổng quan kim loại 12 1.3 Màng đa lớp 16 1.3.1 Lý thuyết ma trận màng đa lớp 16 1.3.2 Chuyển tiếp kim loại – bán dẫn 17 1.3.3 Màng đa lớp GZO/Ti/Ag/Ti/GZO 20 1.3.3.1.Sự oxy hóa kim loại 20 1.3.3.2 Sự hợp mạng (epitaxy) Ti với Ag 21 CHƯƠNG II: Phương pháp tạo màng hệ đo xác định tính chất màng 23 Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 2.1 Phương pháp tạo màng phún xạ Mangetron DC 23 2.1.1 Phún xạ 23 2.1.2 Phún xạ phản ứng 24 2.1.3 Phương pháp phún xạ phản ứng Magnetron 24 2.1.3.1 Cấu tạo hệ phún xạ Magnetron 24 2.1.3.2 Nguyên lý hoạt động 25 2.1.3.3 Đặc trưng hệ Mangetron phẳng 26 2.1.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ lắng đọng màng 27 2.1.4 Hệ Magnetron không cân hệ Magnetron cân 28 2.1.4.1 Hệ Magnetron không cân 28 2.1.4.2 Hệ Magnetron cân 28 2.1.5 Ưu nhược điểm phương pháp phún xạ Mangetron 29 2.2 Các hệ đo xác định tính chất màng 29 2.2.1 Xác định độ truyền qua màng thiết bị V – 530 uv/vis spectrophotometer .29 2.2.2 Hệ đo nhiễu xạ DIFFRAKTOMETER D500 30 Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 2.2.3 Hệ đo độ dày màng 31 2.2.4 Xác định nồng độ hạt tải, độ linh động phép đo hiệu ứng Hall 31 2.2.5 Phương pháp bốn mũi dò 33 2.2.6 Hệ đo I-V 35 2.2.7 Hệ đo AFM 35 2.2.8 Kính hiển vi điện tử quét (SEM) 37 PHẦN II: THỰC NGHIỆM CHƯƠNG III: Kết bàn luận 40 3.1 Ứng dụng lý thuyết ma trận cho hệ màng đa lớp với kết hợp lập trình máy tính 40 3.2 Màng đa lớp GZO/Ag/GZO 45 3.2.1 Chế tạo bia gốm ZnO:Ga (GZO) 45 3.2.1.1 Các thiết bị, hóa chất sử dụng 45 3.2.1.2 Các bước trình chế tạo bia gốm 45 3.2.2 Chế tạo màng 47 3.2.2.1 Hệ chân không trình tạo màng 47 3.2.2.2 Quá trình xứ lý bề mặt đế 50 Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 3.2.2.3 Quá trình lắng đọng màng 51 3.2.3 Tính chất màng GZO/Ag/GZO 52 3.2.3.1 Sự phụ thuộc điện trở vào bề dày lớp Ag 52 3.2.3.2 Tính chất điện quang màng đa lớp GZO/Ag/GZO 56 3.2.3.3 Sự oxy hóa màng đa lớp 58 3.3 Màng đa lớp GZO/Ti/Ag/Ti/GZO 59 3.3.1 Tính chất điện 61 3.3.2 Tính chất quang 64 KẾT LUẬN 68 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 69 Danh mục công trình 70 Tài liệu tham khảo 71 Phụ lục Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1: Một số thông số ZnO [4] 10 Bảng 1.2: Hằng số quang học số kim loại 13 Bảng 3.1: Kết bề dày lớp từ chương trình máy tính 42 Bảng 3.2: Thông số màng đa lớp với bề dày Ag thay đổi 43 Bảng 3.3: Sự phụ thuộc độ linh động vào bề dày màng Ag 55 Bảng 3.4: Sự phụ thuộc điện trở mặt màng Ag vào tốc độ lắng đọng 55 Bảng 3.5: Thông số tạo màng GZO/Ag/GZO 56 Bảng 3.6: Tính chất điện màng đa lớp GZO/Ag/GZO màng đơn lớp GZO 56 Bảng 3.7: Thông số tạo màng GZO/Ti/Ag/Ti/GZO 61 Bảng 3.8: Tính chất điện màng đa lớp GZO/Ti/Ag/Ti/GZO màng đơn lớp GZO 61 Bảng 3.9: Độ linh động nồng độ hạt tải màng đa lớp màng Ag 61 Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Phản xạ R Al, Ag, Au, Cu, Rh, vùng ánh sáng khả kiến hồng ngoại [4] 14 Hình 1.2: Phổ quang xạ mặt trời, xạ từ bề mặt nóng độ nhạy mắt người 14 Hình 1.3: Phản xạ bề mặt kim loại 15 Hình 1.4 : Giản đồ lượng lớp tiếp xúc kim loại – bán dẫn 17 Hình 1.5: Đường đặc trưng I –V lớp tiếp xúc kim loại bán dẫn 19 Hình 1.6: Năng lượng tự Gibbs biến thiên theo nhiệt độ 20 Hình 1.7: Phổ nhiễu xạ tia X màng hai lớp Ti/Ag 22 Hình 2.1 : Sơ đồ tạo màng phương pháp phún xạ 23 Hình 2.2 : Cấu tạo hệ Magnetron phẳng 24 Hình 2.3 Hệ phún xạ Magnetron 25 Hình 2.4 Sự phân bố hệ phún xạ Magnetron phẳng DC 26 Hình 2.5: Sự phụ thuộc tốc độ lắng đọng màng vào dòng 27 Hình 2.6: Sơ đồ hệ Magnetron không cân 28 Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang Hình 2.7: Sơ đồ hệ Magnetron cân 28 Hình 2.8: Nguyên tắc đo phổ XRD, sở định luật Bragg 30 Hình 2.9: Hệ đo độ dày màng dao động tinh thể thạch anh 31 Hình 2.10: Nguyên tắc phép đo hiệu ứng Hall 32 Hình 2.11 Chuyển động hạt tải điện 32 Hình 2.12 Sơ đồ phương pháp đo bốn mũi dò 34 Hình 2.13: Thiết bị đo bốn mũi dò 34 Hinh 2.14: Hệ đo I- V Keithley 2400 35 Hình 2.15: Sơ độ hệ đo AFM 36 Hình 2.16: Sơ độ hệ đo FE-SEM 38 Hình 3.1 : Sơ đồ khối chương trình máy tính tính với lớp kim loại khác 41 Hình 3.2: Phổ lý thuyết từ chương trình Matlab màng đa lớp GZO/Ag/GZO 42 Hình 3.3: Phổ truyền qua theo lý thuyết màng đa lớp GZO/Ag/GZO có bề dày lớp Ag thay đổi 44 Hình 3.4: Quy trình tạo bia gốm phương pháp dung kết 46 Hình 3.5 : Sơ đồ buồng chân không 47 Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang Hình 3.6 : Cấu tạo bên buồng chân không 48 Hình 3.7 : Hệ magnetron vuông tròn dùng cho bia GZO 48 Hình 3.8 : Hệ magnetron tròn dùng cho bia Ag 49 Hình 3.9 : Hệ magnetron tròn dùng cho bia Ti 50 Hình 3.10: Sơ đồ trình lắng đọng màng 51 Hình 3.11: Sự phụ thuộc điện trở mặt màng vào bề dày lớp Ag 52 Hình 3.12: Sự phụ thuộc điện trở suất màng vào bề dày lớp Ag 53 Hình 3.13 : Ảnh FE-SEM mẫu Ag có bề dày 6nm(a); 8nm(b); 10nm(c); 12nm(d); 14nm(e); 16nm(f) 54 Hình 3.14 : So sánh phổ truyền qua màng đa lớp thực nghiệm lý thuyết 57 Hình 3.15 : Bề mặt màng đa lớp GZO/Ag/GZO vừa chế tạo (hình 3.15a), sau tuần khảo sát (hình 3.15b) sau tuần khảo sát (hình 3.15c) 58 Hình 3.16: Bề mặt màng đa lớp GZO/Ti/Ag/Ti/GZO vừa chế tạo (hình 3.16a) sau tháng khảo sát (hình 3.16b) 59 Hình 3.17 : Ảnh AFM bề mặt Ag phủ (3.17a); bề mặt Ag có phủ Ti (3.17b) 60 59 Hình 3.18: Phổ XRD màng đa lớp GZO/Ti/Ag/Ti/GZO 60 Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang Hình 3.19: Đường đặc trưng I-V màng đa lớp 62 Hình 3.20: Sơ đồ lớp màng màng đa lớp 62 Hình 3.21: Phổ truyền qua màng đa lớp 64 Hình 3.22: Phổ truyền qua màng đa lớp GZO/Ti/Ag/Ti/GZO màng đơn lớp GZO 65 Hình 3.23: Độ hấp thu lượng màng đa lớp GZO/Ti/Ag/Ti/GZO so với thuỷ tinh 66 Hình 3.24: Độ hấp thu lượng màng đơn lớp GZO so với thuỷ tinh 66 Hình 3.25: Độ truyền qua trung bình màng đơn lớp đa lớp mở rộng sang vùng tử ngoại 67 Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 10 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT AFM AZO CTO DC GZO LCD LED OLED LVDT IMI ITO TCO ZMZ XRD Học viên: LÊ HOÀNG NAM Atomic force microscopy ZnO pha tạp nhôm Conductive tin oxide Direct current, nguồn chiều ZnO pha tạp Galium Liquid crystal display Light Emitting Diode LED hữu Linear Variable Differential Transformer ITO/Meltal/ITO In2O3 pha tạp Sn Transparent conductive oxide AZO/Meltal/AZO X ray diffraction Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 66 3.3.1 Tính chất điện Thông qua tất lý luận mục, màng đa lớp GZO/Ti/Ag/Ti/GZO chế tạo với thông số bảng 3.7 Lớp GZO Ag Ti Bảng 3.7: Thông số tạo màng Mật độ dòng Bề dày Áp suất Khoảng cách bia - đế GZO/Ti/Ag/Ti/GZO (mA/cm2 ) (nm) (torr) (cm) -3 3,0 50 10 5,5 1,5 1,5 10-3 10-3 16 5,5 5,5 Bảng 3.8: Tính chất điện màng đa lớp GZO/Ti/Ag/Ti/GZO màng đơn lớp Độ dày màng Điện trở mặt Điện trở suất ( Ω /W) 4.5 ( Ω.cm ) N27(GZO/Ti/Ag/Ti/GZO) (nm) 50/2/12/2/50 N28(GZO/Ti/Ag/Ti/GZO) 50/2/16/2/50 3.5 0, 42.10−4 N29(GZO/Ti/Ag/Ti/GZO) 50/2/20/2/50 2.7 0,33.10−4 N25(GZO) 100 6140 N26(GZO) 1250 5.7 Tên mẫu 0,52.10−4 610.10−4 4, 6.10−4 Điện trở mặt màng đạt trình bày bảng 3.8, cho thấy màng đa lớp (N28) có lớp đệm Ti đảm bảo điện trở mặt thấp màng đa lớp (N22) lớp đệm Ti, có ưu điểm vượt trội màng bền theo thời gian Ngòai ra, tổng bề dày màng đa lớp khoảng 100 nm, thích hợp ứng dụng làm điện cực suốt hạn chế ứng suất màng Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 67 Bảng 3.9: Độ linh động nồng độ hạt tải màng đa lớp màng Ag Tên mẫu Tên lớp N12 N28 Độ dày màng Độ linh động Ag Nồng độ Điện trở Điện trở hạt tải suất mặt ( Ω.cm ) 0.42.10-5 ( Ω /W) 2.6 2.89.10-5 (nm) ( cm / V.s ) 16 39.93 ( cm −3 ) 3.69.1022 20.85 1.04.1022 GZO/Ti/Ag/Ti/GZO 50/2/16/2/50 2.5 Màng đa lớp tạo có điện trở suất điện trở mặt lớn so với lớp kim loại độ linh động hạt tải giảm, điện tử bị tán xạ tiếp giáp bảng (3.9) Dựa vào công thoát Ag GZO ta thấy tiếp xúc bán dẫn – kim loại trường hợp tiếp xúc Ohmic Để khẳng định tính chất lớp tiếp xúc này, màng đa lớp tạo được đo đặc trưng I – V Kết trình hình (3.19): Hình 3.19: Đường đặc trưng I-V màng đa lớp Đường đặc trưng I –V đường thẳng Điều chứng tỏ dẫn điện màng lớp kim loại hiệu ứng tiếp xúc kim loại – bán dẫn tiếp xúc Ohmic Bên ) cạnh đó, dựa vào đồ thị ta thấy Lớp đượcGZnO màng(Rđa lớp có điện trở nhở 10 Ω Một cách khác đơn giản để giải thích điện trở màng đa lớp tạo dựa vào điện trở tương đương màng Lớp Ag (R2) Lớp GZO (R3) Đế thuỷ tinh Học viên: LÊ HOÀNG NAM Hình 3.20: Sơ đồ lớp màng màng đa lớp Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 68 Ta xem ba lớp màng ba điện trở ghép song song điện trở tương đương ba lớp màng 1 1 = + + R R1 R2 R3 (3.1) Vì hai lớp GZO kẽm có bề dày có điện trở suất nên: R1 = R3 (3.2) Khi điện trở tương đương ba lớp màng là: 1 1 = + + = + R R1 R2 R1 R1 R2 R1 R2 R1 + R2 Suy ra: R= Mà ta có: R=ρ l S (3.3) (3.4) (3.5) Vì điện trở suất Ag nhỏ nhiều so với điện trở suất ZnO Suy ra: R1 ? R2 nên từ phương trình (3.4) suy R = R2 Vậy điện trở màng đa lớp phụ thuộc vào điện trở lớp màng nên dẫn điện chủ yếu xảy lớp Ag Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 69 3.3.2 Tính chất quang Màng đa lớp có độ truyền qua phụ thuộc vào bề dày lớp Với bề dày xác định lớp Ag, chương trình máy tính tìm bề dày lớp lớp để màng đa lớp có độ truyền qua cao Thật màng GZO/Ti/Ag/Ti/GZO với thông số tạo màng đề cập phần 3.3.2 cho kết phổ truyền qua hình (3.21) Hình 3.21: Phổ truyền qua màng đa lớp Bề dày lớp Ag tăng lên làm độ truyền qua màng đa lớp giảm Trong mẫu N27, N28 N29 mẫu N27 có độ truyền qua cao có bề dày lớp Ag nhỏ Mẫu N28 có độ truyền qua ≈ 83% bước sóng 550nm thấp mẫu N27 có điện trở mặt thấp 3,5 Ω /W Độ truyền qua màng đa lớp tốt so với màng đơn lớp kết hình 3.22 Tuy nhiên, để đánh giá cách toàn diện khả hấp thụ ánh sáng màng, độ truyền qua trung bình màng đa lớp GZO/Ti/Ag/Ti/GZO màng đơn lớp GZO vùng ánh sáng khả kiến có bước sóng từ 400nm đến 750nm so sánh với độ truyền qua trung bình thủy tinh vùng ánh sáng tương ứng Kết trình bày hình (3.23) hình (3.24) Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 70 Hình 3.22: Phổ truyền qua màng đa lớp GZO/Ti/Ag/Ti/GZO màng đơn lớp GZO Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 71 Hình 3.23: Độ hấp thu lượng màng đa lớp GZO/Ti/Ag/Ti/GZO so với thuỷ tinh Hình 3.24: Độ hấp thu lượng màng đơn lớp GZO so với thuỷ tinh Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 72 Độ truyền qua trung bình màng đa lớp GZO/Ti/Ag/Ti/GZO so với thủy tinh vùng ánh sáng nhìn thấy khoảng 77% Còn độ truyền qua trung bình màng đơn lớp GZO so với thuỷ tinh vùng ánh sáng nhìn thấy khoảng 85% Tuy nhiên, mở rộng bước sóng ánh sáng sang vùng tử ngoại, màng đơn lớp không cho ánh sáng truyền qua vùng này, màng đa lớp cho phép ánh sáng truyền qua Vì màng đa lớp có độ truyền qua trung bình lớn mở rộng sang vùng tử ngoại Như màng đa lớp tận dụng vùng ánh sáng tử ngọai b) a) Hình 3.25: Độ truyền qua trung bình màng đơn lớp đa lớp mở rộng sang vùng tử ngoại Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 73 KẾT LUẬN Trong công trình này, chế tạo thành công màng đa lớp dẫn điện suốt phương pháp phún xạ Magnetron DC Cụ thể:  Tạo màng đa lớp GZO/Ag/GZO có điện trở thấp, có độ truyền qua phù hợp với lý thuyết mô  Khắc phục oxy hóa lớp kim loại Ag màng đa lớp cách chèn thêm lớp Ti cỡ 2nm vào lớp Ag GZO  Tạo màng đa lớp GZO/Ti/Ag/Ti/GZO có độ bền tốt Các màng tạo có điện trở mặt thấp ( nhỏ 4Ω /W) có độ truyền qua cao ( lớn 80%)  Tạo màng đa lớp dẫn điện suốt có bề dày nhỏ - khoảng 100nm, mang lại nhiều ứng dụng thiết bị quang điện Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 74 HƯỚNG PHÁT TRIỂN Tiếp tục nghiên cứu, để cải thiện tính chất quang màng đa lớp, cụ thể nhằm mở rộng vùng phổ truyền giúp cho việc mở rộng độ hấp thu lượng màng Đánh giá tổng thể độ ổn định màng khoảng thời gian dài Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 75 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH [1] Lê Hoàng Nam, Trần Hoàng Cao Sơn, Lê Trấn , “Nghiên cứu chế tạo màng đa lớp suốt dẫn điện phương pháp phún xạ magnetron DC", Báo cáo Hội nghị Quang Học Quang Phổ Toàn Quốc lần VI – Hà Nội 08-12/11/2010 [2] Lê Hoàng Nam, Trần Hoàng Cao Sơn, Lê Trấn , “Nghiên cứu chế tạo màng đa lớp suốt dẫn điện phương pháp phún xạ magnetron DC", Báo cáo Hội nghị Khoa học trường ĐH Khoa học tự nhiên-ĐHQG Tp HCM, Lần VI, tháng 11/2010 Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt [1] Cao Thị Mỹ Dung, 2006, “Chế tạo màng dẫn điện suốt ZnO – Ga phương pháp phún xạ magnetron”, Luận văn thac sĩ Đại học Khoa học Tự nhiên [2] Hồ văn Bình (2009), "Chế tạo màng dẫn điện suốt ZnO: Ti để nâng cao độ dẫn điện màng", Tạp chí phát triễn KH&CN, tập 12, số 12, trang 59 64 [3] Lê Văn Hiếu, 2005, Vật lý điện tử, Đại học Khoa học Tự Nhiên [4] Lê Trấn (2008) , "Nghiên cứu chế tạo màng gương nóng truyền qua phương pháp phún xạ magnetron DC", Luận án tiến sĩ Vật Lí, GVHD GS.TS Nguyễn Hữu Chí, PGS.TS Trần Tuấn [5] Lê Khắc Bình, 2002, Cơ sở vật lí chất rắn, Đại học Khoa học Tự Nhiên [6] Trương Kim Hiếu, (2007), "Bài giảng vật lý quang bán dẫn 2", đại học khoa học tự nhiên, thành phố Hồ Chí Minh [7] Dương Anh Quang (2010),"Nghiên cứu chế tạo màng mỏng dẫn điện suốt ZnO pha tạp loại p phương pháp phún xạ magnetron DC", Luận văn thạc sĩ Vật Lý Đại học Khoa học Tự nhiên thành phố Hồ Chí Minh Tiếng Anh [8] A Salehi al (1998), "The effects of deposition rate and substrate temperature of ITO thin films on electrical and optical properties", Thin Solid Films 32, p.214–218 [9] A Mtsui, 2004, “Thermal stability of electrical resistance of (ZnO:Ga,Y)/ (ZnO:Ga)/(ZnO:Ga,Y) multilayers for electrically heated windows,” Vacuum 74, p.747-751 [10] A.M.A Rahman, T Narusawa, (2008), "RBS study of Ti/ZnO interface", Nucl Instr and Meth in Phys Res B 266, p.1378–1381 [11] [17] A Indluru and T L Alford (2009) “Effect of Ag thickness on electrical transport and optical properties of indium tin oxide–Ag–indium tin oxide multilayers” J Appl Phys 105, 123528 Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 77 [12] B M Ataev, A M Bagamadova (1995), "Highly conductive and transparent Ga-doped epitaxial ZnO films on sapphire by CVD" Thin Solid Films, 260, p 19 – 20 [13] D.R Sahu et.al (2006), “ZnO/Ag/ZnO multilayer films for the application of a very low resistance transparent electrode” , Applied surface Science 252, p 7509-7512 [14] D.R Sahu, J.L Huang (2006), “High quality transparent conductive ZnO/Ag/ZnO multilayer films deposited at room temperature”, Thin solid films 515, p 876-879 [15] D.R Sahu, J.L Huang (2006), “Design of ZnO/Ag/ZnO multilayer transparent conductive films”, Materials Science and Engineering B130, p 295-299 [16] D Beena et al.(2007), "Influence of substrate temperature on the properties of laser ablated indium tin oxide films", Solar Energy Materials & Solar Cells 91, p.1438–1443 [17] D.R Sahu et al.(2008), "Investigation of conductive and transparent Al-doped ZnO/Ag/Al-doped ZnO multilayer coatings by electron beam evaporation", Thin Solid Films 516, p.4728–4732 [18] Elvira M.C Fortunato et.al., (2005) “Fully transparent ZnO thin-film transistor proued at room temperature” Advaned materials 17, p 590 – 593 [19] E Fortunato et al (2008), "Highly stable transparent and conducting galliumdoped zinc oxide thin films for photovoltaic applications", Solar Energy Materials & Solar Cells 92, p.1605–1610 [20] Hing-Hsuang Cheng, Wan-Yu Wu, Jyh-Ming Ting, (2008), “Nanoscaled Multilayer Thin Films Based on GZO”, Journal of Nano Research Vol 2, p 61 – 67 [21] H.-K Parketal (2009), "Characteristicsof indium-free GZO/Ag/GZO and AZO/Ag/AZO multilayer electrode grown by dual target DC sputtering at roomtemperature for low-costorganic photovoltaics", Solar Energy Materials & Solar Cells, p.1994–2002 [22] J.J Lu, 2007, “Conductivity enhancement and semiconductor – metal transition in Ti-doped ZnO films,” Optical Materials 29, pp 1548-1552 Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 78 [23] J Nomoto et al (2010), "Comparative study of resistivity characteristics between transparent conducting AZO and GZO thin films for use at high temperatures", Thin Solid Films 518, p.2937–2940 [24] K Maknys et al (2006), "Analysis of ITO thin layers and interfaces in heterojunction solar cells structures by AFM, SCM and SSRM methods", Thin Solid Films 511 –512, p.98– 102 [25] K Gupta, K Ghosh, R Patel, P K Kahol (2009), "Optoelectrical properties ZnO and W-doped In2O3 multilayer films grown by pulsed laser deposition", Journal of ptoelectronics and Biomedical Materials Vol 1, p 209 – 214 [26] K.-S Kao et al (2009), “Transparence and electrical properties of ZnO-based multilayer electrode”, Appl Phys A 96, p 529–533 [27] K.S Kao et al (2010), “Effect of mesh patterning with UV pulsed-laser on optical and electrical properties of ZnO/Ag–Ti thin films”, Applied Surface Science 256, p 7446–7450 [28] M Miyazaki, K Stao (1997), "Properties of Ga – doped ZnO films", Non – Crystalline Solids, 218, p 323 – 328 [29] Stato et al (1995), "Transparent conductive films consisting of zinc oxide and gallium", United State Patent, Patent Number 5458753 [30] Sung-Jei Hong, Jeong-In Han, (2006), "Indium tin oxide (ITO) thin film fabricated by indium–tin–organic sol including ITO nanoparticle", Current Applied Physics, Volume 6, p.206 – 210 [31] S Goldsmith (2006), “Filtered vacuum are deposition of undoped and doped ZnO thin films: Electrical, optical, and structural properties,” Surface and Coatings Technology 201, pp 3993-3999 [32] S Bernik, N Daneu (2007), "Characteristics of ZnO-based varistor ceramics doped with Al2O3", Journal of the European Ceramic Society 27, p.3161–3170 [33] S.-W Chen, C.-H Koo (2007), “ITO–Ag alloy–ITO film with stable and high conductivity depending on the control of atomically flat interface” Materials Letters 61, p 4097–4099 [34] S.H Mohamed (2008), “Effects of Ag layer and ZnO top layer thicknesses on the physical properties of ZnO/Ag/Zno multilayer system”, Journal of Physics and Chemistry of Solids 69, p 2378–2384 Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý [35] Sutthipoj Trang 79 Sutthana et al (2008) “Electrical and Optical Properties of AZO/Ag/AZO Multilayer Thin Films Prepared by DC Magnetron Sputtering” CMU J.Nat.Sci Special Issue on Nanotechnology Vol 7(1), p 105 – 111 [36] S Sutthana, N Hongsith, S Choopun (2010), "AZO/Ag/AZO multilayer films prepared by DC magnetron sputtering for dye-sensitized solar cell application",Current Applied Physics, Volume 10, Issue 3, p 813-816 [37] Shumei Song, Tianlin Yang, Yanqing Xin, Lili Jiang, Yanhui Li, Zhiyong Pang, Maoshui Lv, Shenghao Han (2010), "Effect of GZOthickness and annealing temperature on the structural, electrical and optical properties of GZO/Ag/GZO sandwich films", Current Applied Physics, Volume 10, Issue 2, P 452-456 [38] T David, S Goldsmith, R.L Boxman, 2004, Thin Solid Films 447–448, pp 61 [39] Tran Le, Tuan Tran, Huu Chi Nguyen, Dac Ngoc Son Luu, Minh Nam Hoang, Dinh Quan Nguyen (2009), “Fabrication and Characterization of Multi-layer Heat Mirror with Photocatalytic Properties”, in printing, Chin Phys Lett Vol 26 No 11 [40] Y.C Lin, J.Y Li, W.T Yen, (2008), “Low temperature ITO thin film deposition on PES substrate using pulse magnetron sputtering”, Applied Surface Science, Volume 254, p 3262 – 3268 [41] YAN Jinlianga, SUN Xueqinga, ZHU Youlianga, (2008), ZHAO Yinnv, “ZnO/Ag/ZnO multilayer films deposited at room temperature”, Proc of SPIE Vol 6624, 662413 [42] Y.-S Park andH.-K Kim (2010), “Flexible indiumzinc oxide/Ag/indiumzinc oxidemultilayer electrode grown on polyethersulfone substrate by cost-efficient roll-to-roll sputtering for flexible organic photovoltaics” J Vac Sci Technol A, Vol 28, No 1, p 41 – 47 [43] X.L Guo, H Tabata (2000), Optical Matrial, 19, 299 – 315 [44] World Appl Sci J., (2009) “The Influence of Metallic Inter-layer on the Structural, Opticaland Electrical Properties of ITO Thin Films Annealed at Different Temperatures”, Special Issue of Computer & IT, p 17-22 [45] Wen Chen, 2007, “Influence of doping concentration on the properties of ZnO:Mn thin films by sol-gel method,” Vacuum 81, p.894-898 Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 80 [46] Da Young Yang, 2008, “Properties of MgxZn1-xO thin films sputtered in different gases,” Applied Surface Sience 254, 2146-2149 Học viên: LÊ HOÀNG NAM [...]... rất cao Nghĩa là, thời gian phục hồi của điện tử ngắn so với chu kỳ của sóng tới Điện tử có thể đáp ứng đủ nhanh để ngăn cản điện trường nội từ sự xâm nhập vào kim loại Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 18 Hình 1.1 Phản xạ R của Al, Ag, Au, Cu, Rh, trong vùng ánh sáng khả kiến và hồng ngoại [4] Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 19 Hình 1.2 Phổ quang của bức xạ... cao 1.3 Màng đa lớp 1.3.1 Lý thuyết ma trận màng đa lớp Lý thuyết về màng đa lớp đã được đề cập rất nhiều trong các sách Trong luận văn này, chúng tôi sử dụng lý thuyết vể phương pháp ma trận [4] Phương pháp này tuy khá phức tạp, nhưng lại tổng quát và thuận tiện cho việc tính toán bằng máy Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 21 tính Dựa trên tính chất quang của kim loại và điện môi... này, màng đa lớp trong suốt dẫn điện GZO/Ti/Ag/Ti/GZO được chế tạo với lớp Ti có tác dụng bảo vệ lớp Ag không bị oxy hóa Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Học viên: LÊ HOÀNG NAM Trang 13 Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 14 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU 1.1Tổng quan về ZnO ZnO tồn tại ở ba dạng cấu trúc: hexagonal wurtzite, zinc blende, rocksalt Trong đó cấu trúc hexagonal wurtzite là cấu.. .Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 11 MỞ ĐẦU Điện cực trong suốt (TCO) gồm CTO, ITO, được ứng dụng nhiều trong các thiết bị quang điện như màng hình tinh thể lỏng (LCD), LED hữu cơ (OLED), pin mặt trời (solar cells)… Trong đó, màng ITO (Indium pha tạp thiếc oxit ) [30], [40] được sử dụng rộng rãi vì nó có nhiều ưu điểm như trong suốt ở vùng khả kiến (độ truyền qua > 85%) và dẫn điện tốt (điện trở... điện tử nhỏ công thoát của kim loại ( φS > φM ) Khi cho kim loại tiếp xúc với bán dẫn, số điện tử thoát ra khỏi kim loại để sang bán dẫn sẽ lớn hơn số điện tử chuyển động theo chiều ngược lại Kết quả là phía bán dẫn có thêm điện tử sẽ tích điện âm, còn phía kim loại mất đi một số điện tử nên sẽ mang điện dương Điều đó làm xuất hiện điện trường tại lớp tiếp xúc Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ. .. duy trì phóng điện Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 31 2.1.3.3 Đặc trưng của hệ Mangetron phẳng Theo lý thuyểt phóng điện khí, sự phân bố thế trong Magnetron phẳng được chia làm 3 vùng (hình 2.4): Hình 2.4 Sự phân bố thế trong hệ phún xạ magnetron phẳng DC  Vùng sụt thế Catốt ( vùng I) : Điện trường lớn Ek = Vk trong vùng ds này điện tử thứ cấp sinh ra từ catốt sẽ được điện trường... viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 20 Hình 1.3 Phản xạ của bề mặt kim loại Hình (1.3) trình bày phổ phản xạ của bề mặt kim loại Nhôm và bạc là vật liệu phản xạ phổ biến nhất và vàng là vật liệu phản xạ tốt trong vùng hồng ngoại Độ dẫn điện trong kim loại tốt sẽ phản xạ hoàn toàn tất cả những bức xạ tới nếu nó dày khoảng 100 nm Ở bề dày mỏng hơn, màng sẽ để cho một số vật liệu xuyên qua... dẫn loại p • Công thoát của kim loại lớn hơn công thoát của bán dẫn loại n Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 24 Hình 1.5: Đường đặc trưng I –V của lớp tiếp xúc kim loại và bán dẫn Trong đề tài nghiên cứu này, tính chất dẫn điện của màng đa lớp do lớp kim loại Ag quyết định Bởi vì, trong màng đa lớp GZO/Ag/GZO thì lớp tiếp xúc kim loại bán dẫn thuộc loại tiếp xúc Ohmic Thật vậy, GZO... của GZO là φZnO = 4,5eV , công thoát của Ag là φ Ag = 4,26eV nên φZnO > φ Ag : tiếp xúc Ohmic Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ Vật Lý Trang 25 1.3.3 Màng đa lớp GZO/Ti/Ag/Ti/GZO 1.3.3.1 Sự oxy hóa kim loại Trong hệ màng đa lớp dẫn điện trong suốt GZO/Ag/GZO, tính chất điện của màng được quyết định bởi lớp kim loại giữa Tuy nhiên, ở nhiệt độ phòng, tất cả các kim loại đều bị oxi hóa bởi nguyên... như màng đa lớp ITO/Meltal/ITO (IMI) [11], [33] ; ZnO/Metal/ZnO (ZMZ) [13], [14], [15], [34], [41] ; AZO/Metal/AZO [17], [21], [35], [36]; GZO/Metal/GZO[20], [21], [37] Màng đa lớp được tạo ra có tính chất điện và quang phụ thuộc vào cấu trúc của màng Với cùng điện trở mặt, màng đa lớp có bề dày nhỏ hơn rất nhiều so với màng đơn lớp Độ truyền qua của màng đa lớp phụ Học viên: LÊ HOÀNG NAM Luận văn thạc

Ngày đăng: 12/01/2016, 17:43

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan