DOI: https://doi.org/10.18524/1815-7459.2012.3.114954

ВПЛИВ ВІДПАЛУ НА СТРУКТУРУ, ФОНОННІ ТА ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПЛІВОК ТВЕРДИХ РОЗЧИНІВ Zn1-XCdXO

І. І. Штеплюк, Г. В. Лашкарьов, В. Й. Лазоренко, В. В. Хомяк, І. І. Тімофєєва

Анотація


Тверді розчини ZnCdO були синтезовані за допомогою методу магнетронного розпилювання на постійному струмі при різних умовах вирощування. В рамках цієї роботи було досліджено вплив відпалу на структуру, фононні та оптичні властивості вирощених плівок. Характеризація зразків здійснювалася методами рентгенівської дифракції, фотолюмінесценції, нерезонансного та резонансного Раманівського розсіювання. Встановлено, що відпал на повітрі покращує кристалічну якість твердих розчинів і сприяє реалізації ефективних механізмів заміщення «кадмій на місце цинку». Це засвідчується зникненням емісійних смуг спричинених фазою ZnO та додаткових фононних мод пов’язаних з флуктуаціями складу твердого розчину. Детально обговорюються особливості впливу відпалу на електрон-фононну взаємодію в плівках ZnCdO.

Ключові слова


тверді розчини ZnCdO; вплив відпалу; Раманівське розсіювання; емісія

Повний текст:

PDF

Посилання


Lashkarev G. V., Karpyna V. A., Lazorenko V. I., Ievtushenko A. I., Shtepliuk I. I., Khranovskyy V., Properties of zinc oxide at low and moderate temperatures// Low Temp. Phys.— 2011. — №37 — p.289.

Lin B., Fu Z., and Jia Y., Green luminescent center in undoped zinc oxide films deposited on silicon substrates// Appl. Phys. Lett. — 2001. — № 9 — p. 943.

Ali A. I., Kim C. H., Cho J. H., and Kim B. G., Growth and characterization of ZnO:Al thin film using RF sputtering for transparent conducting oxide// J. Korean Phys. Soc. — 2006. — № 49 — p. S652.

Sravani C., Reddy K. T. R., and Reddy P. J., Influence of oxygen partial pressure on the physical behaviour of CdO films prepared by activated reactive// Mater. Lett. — 1993. — № 17 — p.356.

Ma D.W., Ye Z.Z., Huang J.Y., Zhu L.P., Zhao B.H., He J.H., Effect of post-annealing treatments on the properties of Zn1−xCdxO films on glass substrates// Mater. Sci.Eng. B — 2004. — № 111 — p. 9–13.

International Centre of Diffraction Data 1996 Powder Diffraction File, JCPDS File No 00-036-1451

Singh A., Kumar D., Khanna P.K., Chander Joshia B., Kumar M., Effect of post annealing temperature on structural and optical properties of ZnCdO thin films deposited by solgel method//Appl. Surf. Sci. — 2011. — №258 — p. 1881– 1887.

Shtepliuk I., Lashkarev G., Khomyak V., Lytvyn O., Marianchuk P., Timofeeva I., Ievtushenko A., Lazorenko V., Features of the influence of the deposition power and gas ratio Ar/O2 on the microstructure and optical properties of the Zn0.9Cd0.1O films // Thin Solid Films — 2012. — №520 — 4772–4777.

Warren B.E., X-ray Diffraction (Dover, New York, 1990), p. 253

Bundesmann C., Ashkenov N., Schubert M., Spemann D., Butz T., Kaidashev E.M., Lorenz M., Grundmann M., Raman scattering in ZnO thin films doped with Fe, Sb, Ga and Li// Appl. Phys. Lett. — 2003. — № 831974–p.1976.

Martinez A., Acosta D., Lopez A., Efecto del contenido de Sn sobre las propiedades físicas de películas delgadas de TiO2 // Superficies Vacio — 2003.— № 16 — p.5.

Tong H., Deng Z.H., Liu Z.G., Huang C.G., Huang J.Q., Lan H., Wang C., Cao Y.G., Effects of post-annealing on structural, optical and electrical properties of Al- doped ZnO thin films// Appl. Surf. Sci. — 2011.-— № 2574906–p. 4911

Zhang Y.T., Du G.T., Wang X.Q., Li W.C., Yang X.T., Ma Y., Zhao B.J., Yang H.J., Liu D.L., Yang S.R., X-ray photoelectron spectroscopy study of ZnO films grown by metal-organic chemical vapor deposition// J. Cryst. Growth — 2003.— № 252 — p. 180–183.

Li W.W., Hu Z.G., Wu J.D., Sun J., Zhu M., Zhu Z.Q., Chu J.H., Concentration dependence of optical properties in arsenic-doped ZnO nanocrystalline films grown on silicon (100) substrates by pulsed laser deposition// J. Phys. Chem. — 2009. — № 11318347 — p. 18352.

Zhu X., Wu H.-Z., Qiu D.-J., Yuan Z., Jin G., Kong J., Shen W., Photoluminescence and resonant Raman scattering in N-doped ZnO thin films// Optics Communications — 2010.— № 283 — p. 2695–2699.

Cusco R., Alarcon-Llado E., Ibanez J., Artus L., Jimenez J., Wang B., Callahan M.J., Temperature dependence of Raman scattering in ZnO// Phys. Rev. B — 2007. — № 75 – p. 165202

Chen Z. Q., Kawasuso A., Xu Y., Naramoto H., Yuan X. L., Sekiguchi T., Suzuki R., and Ohdaira T., Microvoid formation in hydrogen-implanted ZnO probed by a slow positron beam// Phys. Rev. B 71 — 2005 — p. 115213.

Huang K. and Rhys A., Theory of Light Absorption and Non-Radiative Transitions in F-Centres// Proc. R. Soc. London, Ser. A — 1950. — № 204 — p.406.

Menendez J., Cardona M., Interference Effects: A Key to Understanding Forbidden Raman Scattering by LO- Phonons in GaAs, Phys. Rev. B — 1985.— № 31 — p. 3696.

Dai L., Deng H., Chen G., Chen J., Ultraviolet emission properties of ZnO film with zinc deficiency by SS CVD// Appl. Surf. Sci.- 2008. — № 254 — p. 1599.

Li W.W., Hu Z.G., Wu J.D., Sun J., Zhu M., Zhu Z.Q., Chu J.H., Concentration dependence of optical properties in arsenic-doped ZnO nanocrystalline films grown on silicon (100) substrates by pulsed laser deposition// J. Phys. Chem. — 2009. — № 11318347–p. 18352.

Lo S.S., Huang D., Morphological Variation and Raman Spectroscopy of ZnO Hollow Microspheres Prepared by a Chemical Colloidal Process// Langmuir — 2010. — № 266762 — p. 6766.

Ahn H.A., Kim Y.Y., Kim D.C., Mohanta S.K., Cho H.K., A comparative analysis of deep level emission in ZnO layers deposited by various methods// J. Appl. Phys. — 2009. — № 105 — p. 013502.

Wang Q.P., Zhang D.H., Xue Z.Y., Zhang X.J., Mechanisms of green emission from ZnO films prepared by rf magnetron sputtering // Optical Materials — 2004. — № 26/1 — p. 23-26.

Sakurai K., Takagi T., Kubo T., Kajita D., Tanabe T., Takasu H., Fujita S., Fujita S., Spatial composition fluctuations in blue-luminescent ZnCdO semiconductor films grown by molecular beam epitaxy // Journal of Crystal Growth — 2002. — № 237–239 — p. 514–517.

Özgür Ü., Alivov Ya. I., Liu C., Teke A., Reshchikov M. A., Doğan S., Avrutin V., Cho S.-J., Morkoç H., A comprehensive review of ZnO materials and devices// Journal of Applied Physics — 2005.— № 98/4 — p. 041301.

Alvi N. H., Hasan K. U., Nur O., Wil-lander M., The origin of the red emission in n-ZnO nanotubes/p-GaN white light emitting diodes// Nanoscale Res. Lett. — 2011. — № 6/1 — 130.




Copyright (c) 2012 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології

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