УМЕНЬШЕНИЕ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ И ИЗЛУЧЕНИЯ КРАЯ ПОЛОСЫ ПОЛУЧЕННЫХ ЗОЛЬ-ГЕЛЬ МЕТОДОМ ТОНКИХ ПЛЕНОК ОКСИДА ЦИНКА, ЛЕГИРОВАННОГО НИКЕЛЕМ

Тонкие пленки оксида цинка, легированного никелем (Zn_{1- x} Ni_xO), показывают красное смещение оптической запрещенной зоны и края полосы фотолюминесценции. В тонких пленках Zn_{1- x} Ni_xO, полученных методом золь-гелевого центрифугирования, имеет место уменьшение ширины запрещенной зоны от 3.23 до 3.00 эВ при увеличении концентрации никеля от x = 0.00 до x = 0.06. Все тонкие пленки Zn_{1- x} Ni_xO имеют гексагональную структуру вюрцита и показывают уменьшение энергии края полосы эмиссии на 119 мэВ при увеличении концентрации легирующей примеси. Рентгеноструктурная спектроскопия свидетельствует об образовании ZnO в пленках; ИК-фурье-спектроскопия в ближней ИК области подтверждает это. Энергодисперсионный рентгеновский анализ также выявляет присутствие Ni в пленках и дает количество легирующей примеси, присутствующей в пленках. Сканирующая электронная микроскопия показывает, что все легированные Ni тонкие пленки ZnO обладают гранулярной морфологией поверхности.

тонкие пленки ZnO, легирующая примесь Ni, оптическая запрещенная зона, фотолюминесценция, ZnO thin films, Ni dopant, optical band gap, photoluminescence

1. A. Janotti, C. G. Van de Walle, Rep. Prog. Phys., 72, 126501 (2009).

2. S. C. Das, R. J. Green, J. Podder, T. Z. Regier, G. S. Chang, A. Moewes, J. Phys. Chem. C, 117, 12745-12753 (2013).

3. S. Mondal, P. Mitra, Indian J. Phys., 87, 125-131 (2013).

4. J. Ramesh, G. Pasupathi, R. Mariappan, V. S. Kumar, V. Ponnuswamy, Optik, 124, 2023-2027 (2013).

5. M. E. Ghazi, M. Izadifard, F. E. Ghodsi, M. Yuonesi, J. Supercond. Nov. Magn., 25, 101-108 (2012).

6. S. Thakur, J. Kumar, J. Sharma, N. Sharma, P. Kumar, J. Optoelectron. Adv. Mater., 15, 989-994 (2013).

7. K. Nakahara, H. Takasu, P. Fons, A. Yamada, K. Iwata, K. Matsubara, R. Hunger, S. Niki, Appl. Phys. Lett., 79, 4139-4141 (2001).

8. D. K. Hwang, M. S. Oh, J. H. Lim, S. J. Park, J. Phys. D: Appl. Phys., 40, R387-R412 (2007).

9. W. T. Yen, Y. C. Lin, J. H. Ke, Appl. Surf. Sci., 257, 960-968 (2010).

10. V. Musat, A. M. Rego, R. Monteiro, E. Fortunato, Thin Solid Films, 516, 1512-1515 (2008).

11. S. Dixit, A. Srivastava, R. K. Shukla, A. Srivastava, J. Mater. Sci.-Mater. Electron., 19, 788-792 (2008).

12. W. J. Huang, S. A. De Valle, J. B. K. Kana, K. S. Potter, B. G. Potter Jr., Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 137, 86-92 (2015).

13. S. Sharma, S. Vyas, C. Periasamy, P. Chakrabarti, Superlattices Microstruct., 75, 378-389 (2014).

14. W. C. Shih, M. J. Wang, I. N. Lin, Diamond Relat. Mater., 17, 390-395 (2008).

15. S. N. F. Hasim, M. A. A. Hamid, R. Shamsudin, A. Jalar, J. Phys. Chem. Solids, 70, 1501-1504 (2009).

16. K. P. Misra, R. K. Shukla, A. Srivastava, A. Srivastava, Appl. Phys. Lett., 95, 31901 (2009).

17. P. C. Yao, S. T. Hang, Y. S. Lin, W. T. Yen, Y. C. Lin, Appl. Surf. Sci., 257, 1441-1448 (2010).

18. O. Lupan, T. Pauporte´, L. Chow, B. Viana, F. Pelle´, L. K. Ono, B. Roldan Cuenya, H. Heinrich, Appl. Surf. Sci., 256, 1895-1907 (2010).

19. M. Gupta, V. Sharma, J. Shrivastava, A. Solanki, A. P. Singh, V. R. Satsangi, S. Dass, R. Shrivastav, Bull. Mater. Sci., 32, 23-30 (2009). 1021-9

20. F. K. Shan, B. I. Kim, G. X. Liu, Z. F. Liu, J. Y. Sohn, W. J. Lee, B. C. Shin, Y. S. Yu, J. Appl. Phys., 95, 4772-4776 (2004).

21. D. Song, P. Widenborg, W. Chin, A. G. Aberle, Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 73, 1-20 (2002).

22. S. T. Tan, B. J. Chen, X. W. Sun, W. J. Fan, H.S. Kwok, X. H. Zhang, S. J. Chua, J. Appl. Phys., 98, 13505 (2005).

23. M. Saleem, L. Fang, H. B. Ruan, F. Wu, Q. L. Huang, C. L. Xu, C. Y. Kong, Int. J. Phys. Sci., 7, 2971-2979 (2012). (26)

24. S. Ilican, Y. Caglar, M. Caglar, J. Optoelectron. Adv. Mater., 10, 2578-2583 (2008).

25. B. D. Cullity, S. R. Stock, Elements of X-ray Diffraction, 3rd ed., Prentice Hall, New Jersey (2001).

26. C. S. Barret, T. B. Massalski, Structure of Metals, Pergamon Press, Oxford (1980).

27. Y. Li, L. Xu, X. Li, X. Shen, A. Wang, Appl. Surf. Sci., 256, 4543-4547 (2010).

28. L. Xu, X. Li, Y. Chen, F. Xu, Appl. Surf. Sci., 257, 4031-4037 (2011).

29. A. J. Dekker, Solid State Physics, Macmillan India Ltd., India (2003).

30. A. Ghosh, R. N. P. Choudhary, J. Exp. Nanosci., 5, 134-142 (2010).

31. A. Ghosh, R. N. P. Choudhary, Phys. Status Solidi A, 206, 535-539 (2009).

32. Ü. Özgür, Y.I. Alivov, C. Liu, A. Teke, M. A. Reshchikov, S. Doğan, V. Avrutin, S.-J. Cho, H. Morkoçd, J. Appl. Phys., 98, 041301 (2005).

33. V. A. Nikitenko, Zh. Prikl. Spektrosk., 57, 367-385 (1992) [V. A. Nikitenko, J. Appl. Spectrosc., 57, 367-385 (1992)].

34. R. N. Gayen, K. Sarkar, S. Hussain, R. Bhar, A.K. Pal, Indian J. Pure Appl. Phys., 49, 470-477 (2011).

35. X. W. Du, Y. S. Fu, J. Sun, X. Han, J. Liu, Semicond. Sci. Technol., 21, 1202 (2006).

36. S. L. Patil, M. A. Chougule, S. G. Pawar, S. Sen, V. B. Patil, Soft Nanosci. Lett., 2, 46-53 (2012).

37. T. Ivanova, A. Harizanova, T. Koutzarova, B. Vertruyen, Cryst. Res. Technol., 45, 1154-1160 (2010).

38. K. Mishchik, A. Ferrer, A. Ruiz de la Cruz, A. Mermillod-Blondin, C. Mauclair, Y. Ouerdane, A. Boukenter, J. Solis, R. Stoian, Opt. Mater. Express, 3, 67-85 (2013).