Vật lý màng mỏng -Chế tạo màng ZnO-Ag-ZnO ở nhiệt độ phòng

TỔNG QUAN• Màng IMI tạo ra có nhiều ưu điểm vượt trội so với màng TCO như độ dẫn điện cao, có độ truyền qua cao trong dải bước sóng nhìn thấy và bề dày nhỏ hơn... TỔNG QUAN• Tính chất qu

Trang 2

Liên hệ với người quản lí trang web :

Yahoo: thanhlam1910_2006@yahoo.com

Gmail: frbwrthes@gmail.com

Trang 4

Tuy nhiên những màng TCO

này có điện trở khá cao

Trang 5

TỔNG QUAN

• Vì vậy đã có nhiều hướng nghiên cứu nhằm

tạo ra màng có độ dẫn điện cao

Trang 6

TỔNG QUAN

• Màng IMI tạo ra có nhiều ưu điểm vượt trội so với màng TCO như độ dẫn điện cao, có độ truyền qua cao trong dải bước sóng nhìn thấy và bề dày nhỏ hơn

Trang 7

Tổng Quan

• Vấn đề là phải thay thế ITO bằng một vật liệu khác

có giá thành rẻ hơn và ít độc, nhưng màng tạo ra vẫn

ZnO

Trang 8

TỔNG QUAN

• Tính chất quang và tính chất đện của màng phụ thuộc vào lớp kim loại

• Ag là kim loại có độ dẫn diện tốt

nhất cho màng ITO/Ag/ITO

Màng ITO/Ag/ITO đã được tạo ra

với độ dẫn điện và độ truyền qua

tốt Trong những báo cáo gần đây

chưa đề cập tới việc chọn Ag cho

lớp cơ bản ZnO Vì vậy chúng tôi

phát triển màng ZnO/Ag/ZnO

ZnO Ag

ZnO

Trang 9

THỰC NGHIỆM

• Màng ZnO và ZnO/Ag/ZnO

được chế tạo trên đế thủy tinh

• Bia Ag có độ tinh khiết 99.999%,

Đế thủy tinh

Trang 10

THỰC NGHIỆM

• Đế thủy tinh được sử lý bề mặt bằng siêu âm trong acetone, rửa trong nước tinh khiết và sau đó được sấy khô bằng dòng khí N trước khi tạo màng.

• Phương pháp tạo màng được

chọn là Phún xạ magnetron RF

và DC do nó dễ dàng diều

chỉnh các thông số tạo màng

Hệ phún xạ magneton

Trang 11

THỰC NGHIỆM

• Đế thủy tinh được sử lý bề mặt bằng siêu âm trong acetone, rửa trong nước tinh khiết và sau đó được sấy khô bằng dòng khí N trước khi tạo màng.

• Phương pháp tạo màng được

chọn là Phún xạ magnetron RF

và DC do nó dễ dàng diều

chỉnh các thông số tạo màng

Hệ phún xạ magneton

Trang 13

THỰC NGHIỆM

• Độ dày của màng được đo bằng phương pháp surface profiler (Alpha-step 500, TENCOR) và FE-SEM (XL-40 FEG field emission scanning electron microscope)

• Nghiên cứu cấu trúc màng sử dụng nhiễu xạ kế tia X (XRD) Regaku (D/MAX 2500) Điện trở suất được xác định bằng phương pháp 4 mũi dò Thính chất

quang học được đo bằng quang phổ kế UV–vis–IR (HewlettPackard 8452A diode array

spectrophotometer)

Trang 14

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

• Khi bề dày của lớp Ag

Trang 15

Điện trở suất đo được của

màng đa lớp khi lớp Ag 6

nm là 3 ohm/sq Hình 2: Sự phụ thuộc của điện

trở suất của màng ZnO/Ag/ZnO vào độ dày của lớp Ag đối với ZnO có bề dày (a) 20 nm, (b) 30 nm, (c) 50nm

Điện trở suất giảm nhanh khi

độ dày của lớp Ag tăng tới

6nm

Trang 16

Khi bề dày của lớp Ag tăng

lớn hơn 6 nm điện trở suất

hầu như không thay đổi

Trang 17

Đối với màng đa lớp

ZnO/Ag/ZnO có sự dịnh

chuyển đỉnh phổ về phía

bước sóng dài

Hình 3: Sự phụ thuộc độ truyền qua của màng đa lớp ZnO/Ag/ZnO lên độ

dày của lớp Ag

Đối với phổ của màng đơn

lớp ZnO xuất hiện đỉnh phổ

ở gần 450 nm với độ truyền

qua trên 80%

Trang 18

Hình 3: Sự phụ thuộc độ truyền qua của màng đa lớp ZnO/Ag/ZnO lên độ

Trang 19

Hình 4: Sự phụ thuộc của độ truyền qua cực đại của màng

đa lớp ở bước sóng 580 nm lên

bề dày của lớp Ag đối với lớp ZnO ở: (a) 20 nm, (b) 30 nm,

(c) 50 nm,(d) 100 nm

Khi đo độ truyền qua của

màng đa lớp với độ dày các

lớp khác nhau ở bước sóng

580 nm Ta luôn đạt được

cực đại khi độ dày lớp Ag ở

6 nm

Trang 20

(c) 50 nm,(d) 100 nm

•Theo báo cáo của M.Fahland, P

Karlsson, C Charton, Thin Solid

Trang 21

Trang 22

Hình 5: Sự phụ thuộc của độ truyền qua màng ZnO/Ag/ZnO

lên độ dày của lớp ZnO

•Phổ truyền qua của màng

Trang 23

•S.S Lin, J.L Huang báo

cáo trong [24, 25] đối với Ti-

và Al- pha tạp vào màng

ZnO, độ ghồ ghề sẽ tăng khi

tăng bề dày

•Màng (ZnO/Ag/ZnO với độ

dày lớp ZnO 20nm sẽ có độ

ghồ ghề nhỏ nhất

Trang 24

Trang 25

Hình 6: Hình chụp AFM của màng ZnO/Ag/ZnO với độ dày lớp ZnO khác nhau (a) 20 nm, (b) 50 nm and (c) 100 nm

Trang 26

Hình 7: Ảnh cross-sectional SEM của màng ZnO(50 nm)/Ag(6 nm)/ ZnO(50 nm)

•Lớp Ag không cố định Có

sự khếch tán lớp Ag vào lớp

Ag

•Làm thay đổi độ ghồ ghề

của màng và như vậy cũng

làm thay đổi cấu trúc hình

học của màng

Trang 27

Hình 8: Sự phụ thuộc của điện trở suất và độ truyền qua cực đại lên độ dày của lớp Ag đối với màng ZnO(20

nm)/Ag/ZnO(20 nm)

Trang 28

Hình 9: So sánh giữa những màng ZnO/Ag/ZnO có

bề dày lớp Ag khác nhau

và lớp ZnO có độ dày là 20, 30 và 50 nm

Trang 29

KẾT LUẬN

Nhiều cấu trúc màng đa lớp ZnO/Ag/ZnO đã được tạo ra và khảo sát tính chất điện, quang Màng đa lớp tốt nhất đạt được có điện trở suất 3 ohm/sq với độ truyền qua trên 90% ở bước sóng 580 nm

Có thể tổng hợp điện cực có điện trở suất nhỏ ở nhiệt

độ phòng không cần sử dụng đế ở nhiệt độ cao hoặc ủ nhiệt

Có thể chế tạo màng loại này trên vật liệu polymer

Định dạng
Số trang	29
Dung lượng	1,14 MB