Структурні та оптичні властивості тонких плівок ZnO, легованих Co та Ni, отриманих методом іонно-плазмового напилення

I. D. Stolyarchuk, G. I. Kleto, A. Dziedzic

Анотація


В роботі представлено результати експериментального дослідження структурних та оптичних властивостей тонких плівок ZnО, легованих Co та Ni, отриманих методом іонно-плазмового напилення. Композиційні мішені отримувались шляхом змішування та пресування порошкоподібних оксидів ZnO, Mn3O4, CoO та NiO. Тонкі плівки осаджувались на кварцевих, сапфірових та скляних підкладках. Отримані результати структурних досліджень свідчать про ріст плівок в гексагональній вюрцитній структурі з переважною орієнтацією (002) без утворення вторинних фаз. ТЕМ зображення поперечного перерізу всіх досліджених зразків свідчать про щільну наностержневу будову плівок вздовж напрямку зростання. Результати атомарно-силової мікроскопії демонструють складну морфологію поверхонь отриманих плівок, яка залежить від компонентного складу та умов їх одержання. В спектрах поглинання виявлено зменшення ширини забороненої зони плівок із зростанням вмісту кобальту та складну її залежність при зростанні вмісту нікелю. У спектрах фотолюмінесценції при кімнатній температурі для всіх досліджуваних плівок виявлено смуги випромінювання, що відповідають екситонним переходам поблизу краю фундаментального поглинання та наявним домішкам і дефектам. 
Ключові слова: магніторозчинений напівпровідник, оксид цинку, тонка плівка, іонно-плазмове напилення, Х-променева дифракція, трансмісійна електронна мікроскопія, атомарно – силова мікроскопія, поглинання, фотолюмінесценція


Посилання


S. J. Pearton, W. H. Heo, M. Ivill, D. P. Norton, T. Steiner, Semocond. Sci. Technol. 19, R59 (2004).

S. J. Pearton, D. P. Norton, K. Ip, W. H. Heo, T. Steiner, Prog. Mater. Sci. 50, 293 (2005).

T. Dietl, H. Ohno, F. Matsukura, J. Cibert, D. Ferrand, Science 287, 1019 (2000).

P. Sharma, A. Gupta, F. J. Owens, A. Inoue, K. V. Rao, J. Magn. Magn. Mater. 282, 115 (2004).

K. P. Bhatti, V. K. Malik, S. Chaudhary, J. Mater Sci: Mater Electron 19, 849 (2008).

C. Liu, B. Xiao, F. Yun, H. Lee, U. Ozgur, Y. T. Moon, H. Morkoc, M. Abouzaid, P. Ruterana, Superlattices Microstruct. 39, 124 (2006).

E. Liu, P. Xiao, J. S. Chen, B. C. Lim, L. Li, Current Appl. Phys. 8, 408 (2008).

T. Fukumura, Z. Jin, M. Kawasaki, T. Shono, T. Hasegava, S. Koshihara, H. Koinuma, Appl. Phys. Lett. 78, 958 (2001).

Y. Belghazi, M. AitAouaj, M. El Yadari, G. Schmerber, C. Ulhaq-Bouillet, C. Leuvrey, S. Colis, M. Abd-lefdil, A. Berrada, A. Dinia, Microelectr. J. 40, 265 (2009).

A. S. Risbud, N. A. Spaldin, Z. Q. Chen, S. Stemmer, and R. Seshadri, Phys. Rev. B 68, 205202 (2003).

B. D. Cullity, Elements of X-ray diffractions, Addison-Wesley, Reading, 1978.

A. P. Rambu, L. Ursu, N. Iftimie, V. Nica, M. Dobromir, F. Iacomi, Applied Surface Science 280, 598 (2013).

S. Venkatachalam, Y. Iida, Y. Kanno, Superlattices and Microstructures 44, 127 (2008).

F. Gao, L. X. Tan, Z. H. Wu, X. Y. Liu, J. Alloys Compd. 484, 489 (2009).

R. Siddheswaran, R. V. Mangalaraja, E. P. Tijerina, J.-L. Menchaca, M. F. Melendrez, R. E. Avila, C. E. Jeayanthi, M. E. Gomez, Spectrochim. Acta A, 106, 118 (2013).

J. H. Kim, H. Kim, D. Kim, S. G. Yoon, W. K. Choo, Solid State. Commun. 131, 677 (2004).

K. J. Kim, Y. R. Park, Appl. Phys. Lett. 81 (8), 1420 (2002).

M. Subramanian, M. Tanemura, T. Hihara, V. Ganesan, T. Soga, T. Jimbo, Chem. Phys. Lett. 487, 97 (2010).

S. Colis, H. Bieber, S. Begin-Colin, G. Schmerber, C. Leuvrey, A. Dinia, Chem. Phys. Lett. 422, 529 (2006).

L. Wei, Z. Li, W. F. Zhang, Appl. Surf. Science 255, 4992 (2009).

X. Xu, C. Cao, J. Alloys Compd. 501, 265 (2010).

J. K. Furdyna, Diluted magnetic semiconductors, J. Appl. Phys. 64 (4), R29-R67 (1988).

M. R. Reddy, M. Sugiyama, K. T. R. Reddy, Adv. Mater. Res. 602-604, 1423 (2013).

R. Gopalakrishnan, S. Muthukumaran, J. Mater. Sci: Mater. Electron. 24, 1069 (2013).


Повний текст: PDF (English)
7 :: 18

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.