|
Optik xususiyatlari. Xona haroratida rux oksidining optik tarmoqli oralig‘i 3,25 - 3,37 eV ni tashkil etadi, bu boshqa TCO lardan bir oz pastroq (ITO uchun 3,75 eV, SnO2 uchun 3,6 eV) va Galyum nitridi Eg ning Eg bilan taqqoslanadi (3,3 eV). ) MgO va CdO oksidlari bilan ZnO asosida qattiq eritmalar olish tarmoqli oralig‘ini navbati bilan yuqori va pastki qiymatlarga o‘tkazishga imkon beradi . Yupqa ZnO plyonkalari uchun olingan Eg qiymatlari odatda quyma namunalarga nisbatan 0,1 - 0,2 eV ga kam bo‘ladi .
Bu yupqa plyonkalarning kristall tuzilishidagi stresslarning mavjudligi bilan bog‘liqligini ko‘rsatadi. Tarkibdagi aralashmalar va xilma-xilliklarning mavjudligi tasma oralig‘ining siljishiga va o‘tishlarning kengayishiga olib kelishi mumkin. Sintez va keyingi tovlanish shartlari bilan boshqariladigan Zink va kislorod o‘rtasidagi nisbatning o‘zgarishi optik xususiyatlarga katta ta'sir ko‘rsatadi. Shakl. 3 turli xil tovlanish sharoitida olingan Zink oksidi plyonkalarining assimilyatsiya spektrlarini ko‘rsatadi. Spektrlarning xususiyati asosan yupqa plyonkalar shaklidagi materiallar uchun spektrning ultrabinafsha mintaqasida yutilish qirrasi qiyaligining pasayishida namoyon bo‘ladigan eksponensial yutilish "quyruqlari" ning shakllanishidir (1.8-rasm). ). Bu nuqta nuqsonlari, dislokatsiyalar va stacking yoriqlari mavjudligi bilan bog‘liq.
1.8-rasm. ZnO epitaksial plyonkalarning optik yutilish spektrlari, s-safir substratlarda impulsli lazer cho‘kmasi natijasida tovlanadigan harorat: (a) - sintezdan so‘ng darhol 600 m C, 10 mTorr O2 da; (b) - havoda 800 ° C da 5 soat; (c) - havoda 800 ° C da 10 soat; (d) - 1 mTorr O2 da 750 ° C da 2 soat; (e) - 1 mTorr O2 da 750 ° C da 5 soat. [59]
O‘tkazish bandidagi elektronlarning valentlik diapazonidagi teshiklari bilan o‘zaro ta'siri tufayli eksiton effektlari paydo bo‘lishiga olib keladi. Zink oksidi yuqori eksiton bilan bog‘lanish energiyasi (56 - 63,1 meV) tufayli optoelektronik material sifatida katta qiziqish uyg‘otadi bu xona haroratida ham eksiton chiqishiga olib keladi. Taqqoslash uchun shuni ta'kidlash kerakki Galyum nitriti GaN tarkibidagi eksitonning bog‘lanish energiyasi 30 meV dan kam. Tarmoqning chetiga yaqin bo‘lgan Zink oksidining optik yutilish spektri murakkab shaklga ega va adabiyotdagi chiziqlarning talqini farq qiladi. Buning sababi shundaki, ushbu mintaqada turli xil o‘tish sodir bo‘lishi mumkin: A, B va C-eksiton o‘tishlari, ularning qo‘zg‘alish holatlarini o‘z ichiga olgan o‘tish eksiton - polariton va eksiton - uzunlaması optik fonon (LO-fonon, bo‘ylama optik) fonon. Absorbsion qirralarning shakliga katta hissa qo‘shadigan Zink oksidi tarkibidagi nuqsonlar mavjud bo‘lib ularning konsentratsiyasi sintez usuli tovlanish harorati va atmosferasiga bog‘liq. Turli xil o‘lchov haroratida ZnO ning optik yutilish qirrasi shakl. Turli xil ilmiy guruhlar tomonidan olingan optik o‘tishlar haqidagi ma'lumotlar taqqoslangan sharhda, ehtimol, S eksitoni B eksitoni, murakkab eksiton - bo‘ylama optik fonon deb talqin qilinishi ehtimoldan yiroq emas. o‘tish C eksitoni sifatida noto‘g‘ri belgilangan.
Zink oksidining optik xususiyatlarini o‘rganish uchun keng qo‘llaniladigan yana bir muhim xususiyat fotoluminesansdir. Zink oksidi spektrning yashil mintaqasida (480 - 530 nm) keng diapazon bilan tavsiflanadi uni tayyorlash uslubidan qat'iy nazar deyarli barcha namunalar uchun kuzatiladi va eksiton cho‘qqisi 385 nm (3.22) eV). Eng yuqori intensivlik va ularning yarim kengliklarining nisbati Zink oksidi tuzilishida nuqsonlar mavjudligiga bog‘liq.
Shunday qilib Zink oksidining optik xususiyatlariga materialning kristallik darajasi kristal strukturasida nuqta nuqsonlari va stresslarning mavjudligi ta'sir qiladi. Ushbu parametrlar Zink oksidini TCO sifatida ishlatish uchun xususan shaffof elektrodlarni yaratish uchun muhim bo‘lgan spektrning ko‘rinadigan mintaqasida yutilishiga va o‘tkazilishiga ta'sir qiladi.
1.9-rasm. Zink oksidining xona haroratida yutilish chekkasining yutilish koeffitsienti va eksiton tuzilishi. Ichki qismda 77 K o‘lchov harorati uchun ma'lumotlar ko‘rsatilgan. [60]
Do'stlaringiz bilan baham: |
