NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG MỎNG DẪN ĐIỆN TRONG SUỐT ZINC OXIT PHA TẠP ANTIMONY (ZnSbO) BẰNG PHƯƠNG PHÁP SOL-GEL

Trần Quốc Hoàn; Ngô Ngọc Thành; Nguyễn Ngọc Trung

doi:10.34238/tnu-jst.15521

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG MỎNG DẪN ĐIỆN TRONG SUỐT ZINC OXIT PHA TẠP ANTIMONY (ZnSbO) BẰNG PHƯƠNG PHÁP SOL-GEL

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 22/04/26 Ngày hoàn thiện: 16/07/26 Ngày đăng: 17/07/26

Các tác giả

1. Trần Quốc Hoàn , Trường Đại học Điện lực
2. Ngô Ngọc Thành, Trường Đại học Điện lực
3. Nguyễn Ngọc Trung, Trường Đại học Điện lực

Tóm tắt

Màng mỏng ZnSbO với các nồng độ pha tạp Sb khác nhau (3, 5 và 10%) được chế tạo trên đế thủy tinh bằng phương pháp quay phủ sử dụng tiền chất là các hợp chất hữu cơ kim loại Zn(acac)₂ và Sb(acac)₃, sau đó được thiêu kết trong không khí ở 500 °C trong 1 giờ. Kết quả cho thấy các màng thu được có độ dày xấp xỉ 500 nm. Độ kết tinh của màng giảm dần khi nồng độ Sb tăng. Tại nồng độ pha tạp Sb 3%, màng thể hiện tính dẫn loại p với nồng độ hạt tải và độ linh động lần lượt đạt 5,33 × 10¹⁴ cm⁻³ và 0,277 cm²/V·s. Tuy nhiên, khi nồng độ Sb tăng lên trong khoảng 5–10%, vật liệu chuyển sang tính dẫn loại n, với nồng độ hạt tải nằm trong khoảng từ 1,115 × 10¹⁵ đến 5,384 × 10¹⁷ cm⁻³ và độ linh động từ 1,012 đến 1,324 cm²/V·s. Các kết quả này cho thấy màng ZnSbO có tiềm năng ứng dụng làm lớp vận chuyển điện tử và lỗ trống trong các linh kiện điện tử màng mỏng như pin mặt trời và diode phát quang.

Từ khóa

Sb-doped ZnO; Nồng độ Sb; Ủ nhiệt cao; Quay phủ; Màng dẫn trong suốt

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] Ü. Özgür et al., "A comprehensive review of ZnO materials and devices," Journal of Applied Physics.vol. 98, no. 4, 2005, Art. no. 041301, doi: 10.1063/1.1992666.

[2] S. Jessadaluk et al., "Influence of antimony species on electrical properties of Sb-doped zinc oxide thin films prepared by pulsed laser deposition," Nanomaterials, vol. 13, no. 11, 2023, Art. no. 1799, doi: 10.3390/nano13111799.

[3] S. Kumar, V. Kumar, C. S. Pathak, A. Mishra, M. K. Bansal, and R. S. Baghel, "A Comprehensive Review on ZnO Wide-Bandgap Semiconductors: Materials Engineering, Properties, and Emerging Applications," Results in Materials, vol. 21, 2026, Art. no. 100929, doi: 10.1016/j.rinma.2026.100929.

[4] H. Rehman et al., "First-Principles Investigation of Bi and Sb-Doped ZnO: Electronic, Optical, and Mechanical Insights," International Journal of Modern Physics C, vol. 37, no. 2, 2025, Art. no. 2650047, doi: 10.1142/S0129183126500476.

[5] J. Liang et al., "Origin of p-type conductivity of Sb-doped ZnO nanorods and the local structure around Sb ions," Applied Physics Letters, vol. 106, no. 21, 2015, doi: 10.1063/1.4921761.

[6] N. Uzar and U. Abdulaziz, "Investigation of structural, optical, electrical, thermoelectric and optoelectronic properties of undoped ZnO, Sb-doped ZnO and Sb–B co-doped ZnO thin films," Materials Chemistry and Physics, vol. 322, 2024, doi: 10.1016/j.matchemphys.2024.129519.

[7] T. Yamamoto and H. Katayama-Yoshida, "Solution using a codoping method to unipolarity for the fabrication of p-type ZnO," Japanese Journal of Applied Physics, vol. 38, no. 2B, pp. L166–L169, 1999, doi: 10.1143/JJAP.38.L166.

[8] D.-K. Hwang, M.-S. Oh, Y.-S. Choi, and S.-J. Park, "Effect of pressure on the properties of phosphorus-doped p-type ZnO thin films grown by radio frequency-magnetron sputtering," Applied Physics Letters, vol. 92, no. 16, 2008, doi: 10.1063/1.2913011.

[9] S. Mohite and K. Rajpure, "Synthesis and characterization of Sb doped ZnO thin films for photodetector application," Optical Materials, vol. 36, no. 4, pp. 833–838, 2014, doi: 10.1016/j.optmat.2013.12.007.

[10] C.-Y. Tsay and W.-T. Hsu, "Sol–gel derived undoped and boron-doped ZnO semiconductor thin films: preparation and characterization," Ceramics International, vol. 39, no. 7, pp. 7425–7432, 2013, doi: 10.1016/j.ceramint.2013.02.086.

[11] M. Arif, A. Sanger, P. M. Vilarinho, and A. Singh, "Effect of annealing temperature on structural and optical properties of sol–gel-derived ZnO thin films," Journal of Electronic Materials, vol. 47, no. 7, pp. 3678–3684, 2018, doi: 10.1016/j.mspro.2015.06.053.

[12] S. Roguai and A. Djelloul, "Sn doping effects on the structural, microstructural, Seebeck coefficient, and photocatalytic properties of ZnO thin films," Solid State Communications, vol. 350, 2022, doi: 10.1016/j.ssc.2022.114740.

[13] G. Haacke, "New figure of merit for transparent conductors," Journal of Applied physics, vol. 47, no. 9, pp. 4086–4089, 1976, doi: 10.1063/1.323240.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.15521

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ