退火气氛对ZnO∶Al薄膜光学、电学和微结构的影响

作     者：郝常山 彭晶晶 雷沛 钟艳莉 张旋 纪建超 霍钟祺 HAO Changshan;PENG Jingjing;LEI Pei;ZHONG Yanli;ZHANG Xuan;JI Jianchao;HUO Zhongqi

作者机构：中国航发北京航空材料研究院北京100095 北京市先进运载系统结构透明件工程技术研究中心北京100095 

出 版 物：《航空材料学报》 (Journal of Aeronautical Materials)

年 卷 期：2021年第41卷第4期

页      面：134-140页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家青年自然科学基金项目(51802297) 

主　　题：ZnO∶Al薄膜 退火 载流子浓度 禁带宽度 

摘      要：研究退火气氛对ZnO∶Al(Al掺杂的ZnO,AZO)薄膜电学、光学、微结构和缺陷的影响。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、霍尔效应测试仪、紫外可见分光光度计、拉曼振动以及光致发光谱表征不同状态ZnO∶Al薄膜的晶体结构、微观形貌、电阻率、透射率、拉曼振动和光致发光特性。结果表明:空气退火后,AZO薄膜的载流子浓度从1.63×10^(20)cm^(−3)降低至7.1×10^(18)cm^(−3),光学禁带宽度从3.51 eV降低为3.37 eV,近红外透射率增加以及光致发光谱的带边发光峰位从3.49 eV红移至3.34 eV。氢气退火后AZO薄膜的载流子浓度升高至5.3×10^(20)cm^(−3),光学禁带宽度增加为3.78 eV,近红外透射率下降以及光致发光谱的带边发光峰强度增加了10倍,且发光峰的峰位蓝移至3.57 eV。此外,空气退火的ZnO∶Al薄膜观察到4级的拉曼多声子振动。