ВПЛИВ ЛЕГУВАННЯ АЛЮМІНІЄМ НА КІНЕТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ТОНКИХ ПЛІВОК ОКСИДУ ЦИНКУ

Анотація

Представлені результати досліджень дисперсії параметрів та оптичних функцій для тонкої плівки оксиду цинку легованого алюмінієм. Осадження тонких плівок ZnO, легованих Al (2,5 мас.%), виконувалось методом високочастотного магнетронним напилення. Тонка плівка ZnO:Al кристалізується в гексагональній структурі (тип структури - ZnO, просторова група P6₃mc (No. 186), з параметрами елементарної комірки a= 3.226(2) Å і c= 5.155(6) Å (V= 46.49 (6) ų). Спектри оптичного пропускання (300–2500 нм) показали, що тонка плівка ZnO:Al має високу оптичну якість, а значення величини оптичної ширини забороненої зони (3,26 еВ) є дуже близьким до нелегованих зразків. Встановлено спектральну поведінку оптичних функцій: показника заломлення, коефіцієнта екстинкції, показника поглинання, діелектричних функції та оптичної провідність Встановлено значення енергії Урбаха та залежність сили осцилятора від ширини оптичної забороненої зони та концентрація легуючого елемента. Спостерігається збільшення енергії Урбаха для легованої Al тонкої плівки ZnO порівняно з нелегованою. Для досліджуваної тонкої плівки виявлено майже подвійне збільшення значення сили оптичного осцилятора в порівняні із нелегованими зразками. Вплив легування алюмінієм тонких плівок ZnO на динаміку зміни оптичної рухливості, оптичного опору та часу релаксації встановлено вперше для досліджуваної сполуки. Також, визначається значення плазмової частоти та її кореляція з концентрацією носіїв. Легування тонких плівок ZnO алюмінієм призводить до збільшення оптичної рухливості, часу релаксації та плазмової частоти, що було виявлено порівнянням з відомими даними для нелегованих тонких плівок ZnO. Виявлені оптичні властивості досліджуваної тонкої плівки вказують на перспективи її практичного використання як матеріалу для оптоелектронних пристроїв.