Opis
Cienkie warstwy tlenku cynku (ZnO) są wykonywane metodą osadzania warstw atomowych (ALD) na dowolnym podłożu (np.: Si, GaN, SiC, Al2O3, SiO2 itp). Materiał powstaje w procesie chemicznym w trakcie reakcji podwójnej wymiany z dwóch reagentów (prekursorów) takich jak woda dejonizowana lub roztwór wody amoniakalnej (prekursor tlenowy) oraz dietylocynk - DEZ (prekursor cynkowy). Zastosowanie roztworu wody amoniakalnej (NH3۰H2O) zamiast wody dejonizowanej jako prekursora tlenowego w procesie wzrostu powoduje zwiększenie oporności elektrycznej warstw tlenku cynku. Związek ten może być otrzymywany w zakresie temperatur od 25°C do 300°C. Maksymalna wielkość podłoża wynosi 20 cm średnicy.
Parametry
- Grubość: 10 - 3000 nm
- Tempo wzrostu: 0.4 nm/min
- Ruchliwość: 2 - 30 cm2/Vs
- Koncentracja nośników: <1020 cm-3
- Oporność: 0.001 - 109Ωcm
- Typ nośników: n
- Przerwa energetyczna: 3.4 eV
- Współczynnik załamania: 1.9 (635 nm)
- Chropowatość powierzchni: 1 nm < RMS < 30 nm
- Struktura krystaliczna: wurcyt, układ heksagonalny
- Średnia transmisja w zakresie widzialnym: >80%
- Jednorodność pokrycia
Zastosowania
Tlenek cynku jest szeroko badanym materiałym półprzewodnikowym. Ze względu na swoje szczególne właściwości fizyko-chemiczne może być stosowany w urządzeniach elektronicznych, optoelektronicznych, a także fotowoltaicznych (wyświetlacze, diody elektroluminescencyjne, ogniwa słoneczne). Duża przerwa energetyczna sprawia, że ZnO jest materiałem przezroczystym w zakresie widzialnym, dlatego z powodzeniem może być wykorzystywany w obszarze tzw.: "przezroczystej elektroniki". Jednocześnie ZnO charakteryzuje się bardzo wysoką czułością oraz trwałością termiczną, co sprawia, iż może znaleźć zastosowanie w matrycach czujników.
![]() Jednorodna warstwa tlenku cynku na krzemowym podłożu o średnicy 11 cm. |
![]() Zdjęcie przekroju poprzecznego SEM oraz skan AFM powierzchni warstwy ZnO o grubości 100 nm osadzonej w temperaturze 150°C na krzemowym podłożu. |
![]() Widmo dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) warstwy ZnO o grubości 1 µm wykonanej w temperaturze 200°C na szklanym podłożu. |
prof. Leszek Sirko, e-mail: director@ifpan.edu.pl, tel: + 48 22 116 2111
Instytut Fizyki Polskiej Akademii Nauk, Aleja Lotników 32/46, 02-668 Warszawa
tel.: (+48) 22 843 70 01 | fax: (+48) 22 843 09 26 | www.ifpan.edu.pl
NIP: 525-000-92-75, Regon: 000326061