Pulsed laser deposition of Ga doped ZnO films - Influence of deposition temperature and laser pulse frequency on structural, optical and electrical properties

Abstract

Příspěvek se zabývá galiem dopovanými vrstvami ZnO (deponovanými ze sintrovaného terče složeného z 99,0 % ZnO a 1,0 váhového % Ga2O3) připravenými impulzní laserovou depozicí (PLD). Experimentálně byly porovnány depoziční parametry vplývající na strukturální, optické a elektrické vlastnosti vrstev. Variabilní parametry byly: teplota depozice (pokojová až 500°C) a rychlost růstu vrstev (řízenou laserovou impulzní opakovací frekvencí v rozmezí 2 – 50 Hz). Vyšetření pomocí řádkovací elektronové mikroskopie a rentgenové difrakce potvrdilo sloupcovou strukturu deponovaných vrstev s vysokou homogenitou krystalografické orientace bez ohledu na aplikované depoziční parametry. Vrstvy vykazují vysokou optickou transparenci ve viditelné oblasti spektra s ostrou absorpční hranou kolem 380 nm a energie zakázaného pásma se mění v rozsahu 3,19 až 3,24 eV při pokojové teplotě. Nejlepší elektrické vlastnosti (rezistivita  5,96.10-4 cm) byly dosaženy při teplotě depozice 400°C a frekvenci laserových impulzů 10 Hz, nicméně depozice při pokojové teplotě anebo při nejvyšší frekvenci laserových impulzů pořád drží rezistivita na úrovni 10-3 cm. Výsledky naznačují, že PLD může hrát důležitou úlohu v produkci vysoko vodivých transparentních vrstev deponovaných při teplotně citlivých organických materiálů na úrovni pokojové teploty