Получены прозрачные проводящие нанокристаллические пленки на основе оксида цинка. Проведены исследования влияния расстояния мишень-подложка при импульсном лазерном осаждении на электрофизические параметры нанокристаллических пленок ZnO. Установлено, что с увеличением расстояния мишень-подложка подвижность электронов в полученных нанокристаллических пленках ZnO уменьшается от 24 до 13 см2/В·с; удельное сопротивление увеличивается в пределах от 2,4·10–3 до 5,3·10–3 Ом·см; шероховатость уменьшается от 3,2 до 2,7 нм; средний диаметр зерна лежит в диапазоне от 76 до 82 нм. Полученные нанокристаллические пленки ZnO имеют малую шероховатость поверхности и низкое электрическое сопротивление в достаточно широком диапазоне технологических режимов, необходимых для создания прозрачных проводящих покрытий. Результаты исследований могут быть использованы при разработке чувствительных элементов сенсорных устройств, оптоэлектронных приборов, солнечных элементов, фотовольтаических преобразователей, транзисторных структур на основе прозрачных проводящих пленок ZnO.
We have developed a technology of producing transparent conductive nanocrystalline films of ZnO. Experimental researching were carried out in the module of pulsed laser deposition at multifunctional ultrahigh nanotechnological facilities NanoFab STC-9. Exploration of the surface morplogy of ZnO films used Probe NanoLaboratory NTEGRA Vita, and Hall-effect measurements for measure electrical parameters. We have done analysis of the relationship electrical and morphological characteristics of target-substrate distance at pulsed laser deposition. It was found that increasing target-substrate distance facilitates reducing electron mobility and roughless of surface in the nanocrystalline ZnO films; resistivity increase with augmentation this distance. Transparent conductive nanocrystalline ZnO films which have been obtained, have a low surface roughness and electrical resistance in a wide range of process condition required to create transparent conductive coverage. The researching results can be used to develop sensors, optoelectronic devices, solar cells, photovoltaic inverters, transistor structures based on transparent conductive films of ZnO.
1. Получение наноразмерных структур на основе нанотехнологического комплекса НАНОФАБ НТК–9 / О.А. Агеев, А.С. Коломийцев, А.В. Михайличенко, В.А. Смирнов, В.В. Пташник, М.С. Солодовник, А.А. Федотов, Е.Г. Замбург, В.С. Климин, О.И. Ильин, А.Л. Громов, А.В. Рукомойкин // Известия Южного федерального университета. Технические науки. – 2011.– Т. 114. – № 1.– С. 109–116.
2. Коноплев Б.Г., Агеев О.А. Элионные зондовые нанотехнологии для микро- и наносистемной техники // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2008. – № 12 (89). – C. 165–175.
3. Caricato A.P., Creti A., Luchesa A., Lomascolo M., Martino M., Rella R., Valerini D. Zinc Oxide Nanostructured Layers for Gas Sensing Applications // Laser Physics. – 2011.– T 21.– №3. – P. 588–597.
4. May-Smith T. Pulsed laser deposition of thick multilayer garnet crystal films for waveguide laser devices // Thesis submitted for the Degree of Doctor of Philosophy. University of Southhampton. – 2005. – P. 31.
5. Zhong Lin Wang. ZnO nanowire and nanobelt platform for nanotechnology // Materials Science and Engineering R. – 2009.– № 64. – P. 33–71.