Cd掺杂对ZnO∶In薄膜光电性质的影响  

Effects of Cd Doping on Optical and Electrical Properties of ZnO∶In Films

作　　者：孟祥丹[1,2] 孔春阳[1,2] 李万俊[1,2,3] 秦国平[1,2,3] 阮海波[1,2,3] 赵永红[1,2] 卞萍[1,2] 

机构地区：[1]重庆师范大学物理与电子工程学院,光学工程重点实验室,重庆401331 [2]重庆市光电功能材料重点实验室,重庆401331 [3]重庆大学物理学院,重庆401331

出　　处：《重庆师范大学学报（自然科学版）》2013年第3期107-110,共4页Journal of Chongqing Normal University:Natural Science

基　　金：重庆市自然科学基金(No.CSTC2011BA4031)

摘　　要：采用射频磁控溅射技术在石英衬底上制备了不同Cd掺杂浓度的ZnO∶(In,Cd)薄膜,并研究了Cd掺杂浓度对薄膜光学和电学性质的影响。透射光谱测试发现,掺Cd对薄膜的透射率影响不大,都在80%以上,且随着Cd掺杂浓度的增加,薄膜的禁带宽度在3.253～3.148eV范围内减小。霍尔测试表明,Cd掺杂增强了薄膜的导电性,当Cd掺杂浓度为0at.%、2at.%和4at.%时,薄膜的电阻率分别为(2.68×10-1)、(1.30×10-1)和(6.83×10-2)Ω.cm。结合理论计算和光致发光谱分析认为,Cd掺入后ZnO的导带明显下移,这不仅导致ZnO∶(In,Cd)薄膜的带隙变窄,同时使施主杂质(Zni和InZn等)的电离能减小,从而增强了薄膜的导电性能。ZnO： （In. Cd） thin films with various Cd doping content have been fabriealed using radio-frequency magnetron sputte- ring technique on quartz substrates. The transmission spectrum measurements indicate that all of the films optical transmimmces are over 80% and not changing much each other. Moreover, the optical band gap of ZnO ： （In. Cd） films decrease from 3. 253 to 3. 148 eV with increasing the Cd doping content. Hall measurements suggest that the conductivity of ZnO ： （In, Cd） thin films im proves by the Cd doping , the resistivity of thin films with Cd doping content 0 at. %, 2 at. % and 4 at. corresponds to 2.68 × 10 ^-1 , 1.30× 10 ^-1 and 6.83× 10 -2Ω· cm, respectively. The theoretical calculation and photolumineseence spectra analysis indicate lhat lhe energy reduction of conduction band minimum （CBM） of ZnO by the Cd doping, which is the main reason of the optical band gap narrow of ZnO ： （In, Cd） thin films and improves the conductivity of ZnO ： （In, Cd） thin films by decreasing donor （Zn, and Inzn ） ionization energy.

关 键 词：ZnO∶(In Cd)薄膜 光学性质 电学性质 

分 类 号：O484[理学—固体物理]