MgxZn1-xO／Au／MgxZn1-xO夹层透明导电薄膜的制备及光电性质研究

摘要：

采用操作简单的溶胶-凝胶法和射频磁控溅射法在石英衬底上分别制备了 MgxZn1- xO薄膜和MgxZn1- xO/Au/MgxZn1- xO夹层结构的透明导电薄膜并对样品进行退火处理。利用紫外-可见分光光度计、X射线衍射仪、光致发光、霍尔效应测试对在不同退火温度下薄膜的晶体结构、光学和电学性质进行表征分析，并研究退火温度对其影响。测试结果表明：所制备的薄膜样品均具有良好的c轴（c-axis）取向并呈现出六角纤锌矿结构。Mg组分的增加使得ZnO基薄膜的光学带隙逐渐增大，PL发光谱和吸收光谱的谱线出现了明显的蓝移现象，但薄膜的电学特性有所降低。而在MgxZn1- xO/Au/MgxZn1- x O夹层结构的薄膜样品中，Au夹层的存在使薄膜的光学性质变差，在紫外区域透光率约为60％。但薄膜的电学性质得到明显改善，相比MgxZn1- xO薄膜，其电阻率和迁移率显著提高。此外通过高温退火处理可以有效提高所制备薄膜的晶体质量，进一步提高样品电学特性，其中经过500℃退火后的薄膜迁移率达到了40.9 cm2· V s-1，电阻率为0.0057Ω· cm。但随着退火温度的进一步升高，薄膜晶体尺寸从25.1 nm增大到32.4 nm ，从而降低了该薄膜的迁移率。因此该夹层结构的MgxZn1- xO/Au/MgxZn1- xO薄膜对于促进ZnO基透明导电薄膜在深紫外光学器件中的应用有重要作用。

关键词：溶胶-凝胶、MgxZn1-xO/Au/MgxZn1-xO、退火温度

分类号：O469(真空电子学（电子物理学）)

资助基金：国家自然科学基金项目61204065，61205193，61307045;高等学校博士学科点专项科研基金项目20112216120005;吉林省科技发展计划项目20121816，201201116，20140520107JH ，20140204025GX;高功率半导体激光国家重点实验室基金项目9140C310101120C031115

在线出版日期：2014-09-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：2355-2359