Influences of defects evolvement on the properties of sputtering deposited ZnO:Al films upon hydrogen annealing

退火(玻璃) 材料科学 溅射沉积 电阻率和电导率 溅射 分析化学(期刊) 透射率 薄膜 冶金 光电子学 纳米技术 化学 电气工程 工程类 有机化学 色谱法
作者
Shiliu Yin,Mandar M. Shirolkar,Jieni Li,Ming Li,Xiao Song,Xiaolei Dong,Haiqian Wang
出处
期刊:AIP Advances [American Institute of Physics]
卷期号:6 (6) 被引量:12
标识
DOI:10.1063/1.4954885
摘要

Understanding how the defects interact with each other and affect the properties of ZnO:Al films is very important for improving their performance as a transparent conductive oxide (TCO). In the present work, we studied the effects of hydrogen annealing on the structural, optical and electrical properties of ZnO:Al films prepared by magnetron sputtering. High resolution transmission electron microscopy observations reveal that annealing at ∼300 oC induces the formation of partial dislocations (PD) and stacking faults (SF), which disrupt the lattice periodicity leading to decreased grain size. Annealing at temperatures above ∼500 oC can remove the PD and SF, but large number of zinc vacancies will be generated. Our results show that when films are annealed at ∼500 oC, the oxygen-related defects (interstitials Oi, etc.) in the as-grown films can be remarkably removed or converted, which lead to increments in the carrier concentration, mobility, and the transmittance in the visible range. At annealing temperatures above 550 oC, the hydrogen etching effect becomes predominant, and Al donors are deactivated by zinc vacancies. We also find an abnormal endothermic process by thermal analysis and an abnormal increase in the resistivity during heating the sample under hydrogen atmosphere, based on which the interaction of Oi with the defects (mainly Al donors and PD) is discussed. It is also demonstrated that by annealing the as-grown AZO films at ∼500 oC under hydrogen atmosphere, high performance TCO films with a low resistivity of 4.48 × 10−4 Ωcm and high transmittance of above 90% in the visible light are obtained.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
美丽远山关注了科研通微信公众号
1秒前
马里奥尝food完成签到,获得积分10
1秒前
skyfable完成签到,获得积分10
2秒前
jiangjiang完成签到,获得积分10
2秒前
小一完成签到,获得积分10
2秒前
聪明的老羊完成签到 ,获得积分10
3秒前
ding应助虚幻弘文采纳,获得10
3秒前
颿曦发布了新的文献求助10
3秒前
在水一方应助狂舞采纳,获得10
3秒前
sweettt3完成签到,获得积分20
3秒前
Milesma完成签到 ,获得积分10
3秒前
张啊啊啊啊a完成签到,获得积分10
4秒前
爱摸鱼的猫完成签到,获得积分20
4秒前
li完成签到,获得积分10
4秒前
王道远完成签到,获得积分10
4秒前
健忘凝云完成签到,获得积分10
5秒前
自由饼干完成签到,获得积分0
5秒前
13223456发布了新的文献求助10
5秒前
生动的访琴完成签到,获得积分20
5秒前
丸子发布了新的文献求助20
6秒前
xinyuzhang完成签到,获得积分10
7秒前
周晓睿完成签到 ,获得积分10
7秒前
可爱的函函应助93采纳,获得10
7秒前
7秒前
负责金毛完成签到,获得积分10
7秒前
cyuna53发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
nan完成签到,获得积分10
8秒前
修fei完成签到 ,获得积分10
8秒前
wy应助林林采纳,获得10
8秒前
谢焯州完成签到,获得积分10
8秒前
小小完成签到 ,获得积分10
8秒前
YJH完成签到,获得积分10
8秒前
shirley完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
一向年光无限身完成签到,获得积分10
9秒前
自由的听白完成签到,获得积分10
10秒前
铁甲小杨完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
T/SNFSOC 0002—2025 独居石精矿碱法冶炼工艺技术标准 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6043317
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7805144
关于积分的说明 16239115
捐赠科研通 5188892
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2776750
邀请新用户注册赠送积分活动 1759818
关于科研通互助平台的介绍 1643331