DOI: https://doi.org/10.18524/1815-7459.2018.2.136890

СТРУКТУРНІ ТА ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ШАРІВ ZnSO, ОДЕРЖАНИХ ТЕРМІЧНИМ ОКИСНЕННЯМ ТОНКИХ ПЛІВОК ZnS

В. В. Хомяк

Анотація


Тонкі плівки ZnS, вирощені високочастотним (ВЧ) розпилюванням на c-Al2O3 та Si підкладках при 300°С та проведено їх термічне окислення на повітрі в інтервалі температур від 450°С до 800°С. Проведення відпалу плівок ZnS приводить до утворення як шарів ZnSО з різним вмістом сірки і кисню, так і шарів чистого ZnО, про що свідчать результати XRD аналізу та спектри оптичного пропускання. Для цих плівок із оптичного пропускання була визначена залежність ширини забороненої зони від умов їх термічного окислення на повітрі.


Ключові слова


ZnS; ZnO; магнетронне розпилювання; вирощування плівок; відпал

Повний текст:

PDF

Посилання


H. Ke, S. Duo, T. Liu, Q. Sun , C. Ruan, X. Fei, J. Tan, S. Zhan. Effect of temperature on structural and optical properties of ZnS thin films by chemical bath deposition without stirring the reaction bath // Materials Science in Semiconduc¬tor Processing, 18, pp.28-35 (2014).

K. Nagamani, P. Prathap, Y. Lingappa, R. W. Miles, K.T. R. Reddy. Properties of Al-doped ZnS films grown by chemical bath deposition // Physics Procedia, 25, pp. 137-142 (2012).

P. Prathap, N. Revathi, Y.P.V. Subbaiah, K.T. Ramakrishna Reddy, R.W. Miles. Preparation and characterization of transparent conducting ZnS:Al films // Solid State Sciences, 11, pp. 224-232 (2009).

M. Berginski, J. Hüpkes, M. Schulte, G. Schöpe, H. Stiebig, B. Rech, M. Wuttig. The effect of front ZnO:Al surface texture and optical transparency on efficient light trapping in silicon thin-film solar cell // J. Appl. Phys, 101, pp. 074903-(1-11) (2007).

Ü. Özgür, Ja. I. Alilov, C. Lin, A. Teke, M.A. Reshchikov, S. Dogan, V. Avrutin, S.-J. Cho, H. Morkoe. A comprehensive review of ZnO materials and devices // J.Appl.Phys., 98, pp. 041301-(1-103) (2005).

V.A. Karpina, V.I. Lazorenko, G.V. Lashk¬arev, V.D. Dobrowolski, L.I. Kopylova, V.A. Ba¬turin, S.A. Pustovoytov, A. Ju, Karpenko, S.A. Eremin,P.M. Lytvyn, V.P. Ovsyannikov, E.A. Ma¬zurenko. Zinc oxide – analog of GaN with new perspective possibilities // Cryst. Res. Technol., 39, pp. 980-992 (2004).

C. Jagadish, S.J Pearton. Zinc Oxide Bulk: Thin Films and Nanostructures. Elsevier, Oxford, (2006).

V.V. Khomyak, M.M. Slyotov, I.I. Shtep¬liuk, G.V. Lashkarev, O.M. Slyotov, P.D. Mari¬anchuk, V.V. Kosolovskiy. Annealing effect on the near-band edge emission of ZnO // Journal of Physics and Chemistry of Solids, 74, pp.291-297 (2013).

C-Y. Moon, S-H Wei, Y. Z. Zhu, G. D. Chen. Band-gap bowing coefficients in large size-mismatched II-VI alloys: first-principles calculations // Phys. Rev. B, 74, pp. 233202-(1-4) (2006).

B. K. Meyer, A. Polity, B. Farangis, Y. He, D. Hasselkamp, Th. Krämer, C. Wang. Structural properties and bandgap bowing of ZnO1-хSх thin films deposited by reactive sputtering // Appl. Phys. Lett., 85, pp. 4929-4931 (2004).

X. F. Fan, Z. X. Shen, Y. M. Lu, J.-L. Kuo. A theoretical study of thermal stability and electronic properties of wurtzite and zincblende ZnO1-хSх // New Journal of Physics 11, pp. 093008 (2009).

V. Khomyak;, M. Slyotov, I. Shtepliuk, O. Slyotov and V. Kosolovskiy. Isoelectronic Impurity on the Luminescence Features of the ZnO // Acta Physica Polonica A., 122, pp. 1039-1041 (2012).

V. V. Khomyak, O. M. Slyotov, S. M. Chupyra. Optical and photoluminescence prop¬erties of ZnO1-x Sex thin films // Applied Optics, 53(10), pp. B110- В115 (2014).

T. K. Chaudhuri, B. Pathak. A non-vacuum method for synthesis of ZnO films by thermal oxidation of ZnS films in air // Mater. Lett., 61, pp. 5243-5246 (2007).

X. T. Zhang, Y. C. Liu, L. G. Zhang, J. Y. Zhang, Y. M. Lu, D. Z. Shen, W. Xu, G. Z. Zhong, X. W. Fan, and X. G. Kong. Structure and optically pumped lasing from nanocrystalline ZnO thin films prepared by thermal oxidation of ZnS thin films // J. Appl. Phys., 92, pp. 3293-3298 (2002).

S. Locmelis, C. Brünig, M. Binnewies, A. Börger, K. D. Becker, T. Homann, T. Bredow. Optical band gap in the system ZnO1-хSх. An experimental and quantum chemical study // J. Mater Sci., 42, pp. 1965-1971 (2007).

H. Rozale, L. Beldi, B. Bouhafs, P. Ruter¬ana. A theoretical investigation of ZnO1-хSх alloy band structure // Phys. Stat. Sol. (b), 244, pp. 1560-1566 (2007).

Y.-Z. Yoo, Zheng-Wu Jin, T. Chikyow, T. Fukumura, M. Kawasaki, H. Koinuma. S doping in ZnO film by supplying ZnS species with pulsed-laser-deposition method // Appl. Phys. Lett., 81, pp. 3798-3780 (2002).

C. Persson, C. Platzer-Björkman, J. Malmström, T. Törndahl, M. Edoff. Strong va¬lence-band offset bowing of ZnO1-хSх enhances p-type nitrogen doping of ZnO-like alloys // Phys. Rev. Lett. 97, pp. 146403-(1-4) (2006).

C. Platzer-Björkman, T. Törndahl, D. Abou-Ras, J. Malmström, J. Kessler, L. Stolt. Zn(O,S) buffer layers by atomic layer deposition in Cu(In,Ga)Se2 based thin film solar cells: Band alignment and sulfur gradient // J. Appl. Phys. 100, pp. 044506-(1-9) (2006).

Powder Diffraction Files Joint Com¬mittee on Powder Diffraction Standards, JCPDS, Card 12-0688.

Powder Diffraction Files Joint Committee on Powder Diffraction Standards, JCPDS, Card 01-1136.

J. I. Pankove. Optical Processes In Semi¬conductors. Prentice-Hall, Inc. Englewood Cliffs, New Jersey. (1971).




Copyright (c) 2018 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології

ISSN 1815-7459 (Print), 2415-3508 (Online)