OPTICAL AND ELECTROPHYSICAL PROPERTIES OF DOPED WITH SCANDIUM THIN ZINC OXIDE FILMS OBTAINED BY LASER DEPOSITION
Abstract
Nanostructured thin films on a silicon substrate were obtained using a high-frequency pulse-periodic f ~ 10—15 kHz laser action at a wavelength λ = 1.064 µm, a power density q = 85 MW/cm2 , and a pressure in a vacuum chamber p = 2⋅10–2 mm Hg on zinc oxide ceramics doped with scandium oxide. The morphology of the obtained films was studied using atomic force microscopy. The features of transmission spectra in the visible, near and middle infrared regions were revealed. The luminescence spectra obtained upon excitation by different wavelengths were practically unchanged. The electrophysical properties of the ZnO +0.9% Sc2O3/Si heterostructure were analyzed. It is established that the main conduction mechanism is the current limited by the space charge in the oxide film with deep traps.
About the Authors
N. A. Bosak
B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Belarus
Belarus
Minsk, 220072
Belarus
Minsk, 220072
A. N. Chumakov
B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Belarus
Belarus
Minsk, 220072
Belarus
Minsk, 220072
A. A. Shevchenok
Belarusian National Technical University
Belarus
Minsk, 220013
Belarus
Minsk, 220013
L. V. Baran
Belarusian State University
Belarus
Minsk, 220030
Belarus
Minsk, 220030
A. G. Karoza
B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Belarus
Belarus
Minsk, 220072
Belarus
Minsk, 220072
V. V. Malutina-Bronskaya
SSPA “Optics, Optoelektronics, and Lazer Tehnology”
Belarus
Minsk, 220072
Belarus
Minsk, 220072
T. F. Raichenok
B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Belarus
Belarus
Minsk, 220072
Belarus
Minsk, 220072
M. G. Sugak
NPC National Academy of Sciences of Belarus for Materials Science
Belarus
Minsk, 220072
Belarus
Minsk, 220072
References
1. А. Н. Жерихин, А. И. Худобенко, Р. Т. Вилльямс, Дж. Вилкинсон, К. Б. Усер, Г. Хионт, В. В. Воронов. Квант. электрон., 33, № 11 (2003) 975—980
2. S.-H. Jeong, B.-S. Kim, B.-T. Lee. Appl. Phys. Lett., 82, N 16 (2003) 2625—2627
3. T. Minami, T. Yamamoto, T. Miyata. Thin Solid Films, 366 (2000) 63—68
4. В. С. Бураков, Н. В. Тарасенко, Е. А. Невар, М. И. Неделько. ЖТФ, 81, № 2 (2011) 89—97
5. N. Tarasenka, A. Butsen, V. Pankov, T. Velusamy, D. Mariotti, N. Tarasenko. Nano-Structures & Nano-Objects, 12 (2017) 210—219
6. X. Yu, T. J. Marks, A. Facchetti. Nature Mater. Rev., 15 (2016) 383—396
7. A. Stadler. Materials, N 5 (2012) 661—683
8. Т. В. Семикина, В. Н. Комащенко, Л. Н. Шмырева. Электроника и связь, № 3 (2010) 20—28
9. J. F. Wager, D. A. Keszler, R. E. Presley. Transparent Electronics, Springer Science+Business Media, LLC (2008)
10. M. Caglar, S. Ilican, Y. Caglar, F. Yakuphanoglu. Appl. Surf. Sci., 255 (2009) 4491—4496
11. Г. В. Лашкарев, В. А. Карпина, Л. И. Овсянникова, В. В. Картузов, М. В. Дранчук, М. Годлевский, Р. Петрушка, В. В. Хомяк, Л. И. Петросян. Физика низких температур, 43, N 4 (2017) 515—519 [G. V. Lashkarev, V. A. Karpyna, L. I. Ovsiannikova, V. V. Kartuzov, M. V. Dranchuk, M. Godlewski, R. Pietruszka, V. V. Khomyak, L. I. Petrosyan. Low Temper. Phys., 43, N 4 (2017) 643—648]
12. А. А. Бобков, А. И. Максимов, В. А. Мошников, П. А. Сомов, Е. И. Теруков. ФТП, 49, N 10 (2015) 1402—1406
13. D. Tainoff, B. Masenelli, O. Boisron, G. Guiraud, P. Mélinon. J. Phys. Chem. C, 112 (2008) 12623— 12627
14. K. Ellmer. In “Handbook of Transparent Conductors”, Eds. D. S. Ginley, H. Hosono, D. C. Paine, New York, Springer (2010) 193—263
15. М. Э. Бугаева, В. М. Коваль, В. И. Лазоренко, Г. В. Лашкарев, В. А. Карпина, В. Д. Храновский. Сенсорная электроника и микросистемные технологии, 3 (2005) 34—42
16. В. М. Колешко, А. В. Гулай, А. А. Шевченок, Т. А. Кузнецова, М. А. Андреев. Порошковая металлургия. Респуб. межвед. сб. науч. тр., 34 (2011) 106—111
17. D.-S. Liu, C.-Y. Wu, C.-S. Sheu, F.-C. Txai, C. H. Li. Jpn. J. Appl. Phys., 45(4B) (2006) 3531—3536
18. Л. Я. Минько, А. Н. Чумаков, Н. А. Босак. Квант. электрон., 17, № 11 (1990) 1480—1484
19. О. М. Бордун. Журн. прикл. спектр., 68, № 2 (2001) 232—234 [O. M. Bordun. J. Appl. Spectr., 68 (2001) 304—307]
20. A. M. Ismailov, V. A. Nikitenko, M. R. Rabadanov, L. L. Emiraslanova, I. Sh. Aliev, M. Kh. Rabadanov. Vacuum, 168 (2019) 108854(1—6)
21. В. В. Малютина-Бронская, В. Б. Залесский, Т. Р. Леонова. Докл. БГУИР, № 6 (2011) 39—43
22. М. Д. Ефремов, Г. Н. Камаев, В. А. Володин, С. А. Аржанникова, Г. А. Качурин, С. Г. Черкова, А. В. Кретинин, В. В. Малютина-Бронская, Д. В. Марин. ФТП, 39, № 8 (2005) 945—951
23. В. В. Малютина-Бронская, В. Б. Залесский, Т. Р. Леонова, А. И. Белоус, В. И. Плебанович. Докл. БГУИР, № 5 (2006) 99
Review
For citations:
Bosak N.A., Chumakov A.N., Shevchenok A.A., Baran L.V., Karoza A.G., Malutina-Bronskaya V.V., Raichenok T.F., Sugak M.G. OPTICAL AND ELECTROPHYSICAL PROPERTIES OF DOPED WITH SCANDIUM THIN ZINC OXIDE FILMS OBTAINED BY LASER DEPOSITION. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2020;87(5):763-769. (In Russ.)
Views: 382
Email this article 