Kết quả nghiên cứu chế tạo màng ZnO trên đế thủy tinh, Si và Si có đệm Ti

Kết quả nghiên cứu chế tạo màng ZnO trên đế thủy tinh, Si và Si có đệm Ti

Luận văn tốt nghiệp Đại học MỤC LỤC TRANG Chương I – Tổng quan 1.1.Màng mỏng ZnO đế Si có lớp Ti đệm 1.1.1.Giới thiệu 1.1.2.Tác dụng đệm Ti lên màng ZnO Si 1.1.3.Ứng dụng 1.1.4.Ưu điểm ZnO 1.2.Tạo màng phương pháp phún xạ MAGNETRON DC 1.2.1.Cơ chế vật lí phún xạ 1.2.2.Hiệu suất phún xạ 1.2.3.Cấu tạo hệ phún xạ 1.2.4.Kĩ thuật phún xạ 1.2.5.Đặt trưng phún xạ 1.3.Quá trình tạo bia gốm ZnO 1.4.Phép đo hall xác định đặt tính điện 1.5.Phương pháp bốn đấu dị xác định đặt tính điện 1.6.Tính chất điện 1.7.Đặt tính quang 1.8 Cấu trúc ZnO Chương II – Thực nghiệm kết bàn luận 2.1.Chế tạo bia gốm ZnO 2.1.1.Chuẩn bị vật liệu bột Oxit 2.1.2.Nghiền trộn bột Oxit 2.1.3.Định hình bia ZnO 2.1.4.Nung bia ZnO 2.2.Bia kim loại Ti SVTH: Trần Văn Thảo Luận văn tốt nghiệp Đại học 2.3.Làm lam thủy tinh Silic 2.4.Các bước trình phún xạ 2.5.Môi trường chế tạo màng mỏng ZnO/Si ZnO/Ti/Si 2.6.Kết thảo luận 2.6.1.Chế tạo màng ZnO đế thủy tinh 2.6.2.Chế tạo màng ZnO đế Si (111) (100) 2.6.3.Chế tạo màng ZnO đế silic có lớp đệm Ti Chương III – Kết luận – hướng phát triển Tài liệu tham khảo Phụ lục SVTH: Trần Văn Thảo Luận văn tốt nghiệp Đại học Chương I – TỔNG QUAN 1.1 Màng mỏng ZnO đế Si có lớp Ti đệm 1.1.1.Giới thiệu ZnO hợp chất bán dẫn thuộc nhóm II/VI nhà khoa học quan tâm hàng đầu, có độ rộng vùng cấm 3,37 eV lượng liên kết exciton lớn 60 meV nhiệt độ phịng, có khả cung cấp phát xạ exciton có hiệu suất cao nhiệt độ phịng quan tâm ứng dụng thiết bị quang học là:Diod phát quang xanh cực tím (LEDs) Diod Laser hệ đời (LDs) Màng ZnO tạo đế khác nhau, là: Ngọc bích (sapphire), Si, ScAlMgO4, GaAs, CaF SiO2 đế sapphire dùng phổ biến nhất.Tuy nhiên dộ dẫn nhiệt kém, khó cắt mành nhỏ giá thành cao, nên đế sapphire khơng thích hợp để phủ ZnO cho ứng dụng công nghiệp Từ quan điểm này, Si thích hợp cho việc thay thế, giá rẻ độ dẫn nhiệt tuyệt vời, độ kết tinh cao, có kích thước lớn Tuy nhiên ZnO phủ lên Si kỹ thuật khó bề mặt Si dễ bị Oxi hóa suốt trình phủ màng Sự Oxi hóa bề mặt Si hình thành lớp SiOx vơ định hình, lớp làm giảm chất lượng màng ZnO phủ đế Si Do đó, Một vài lớp đệm như: Zn, Al, Ru, AlN, MgO, CaF2, ZnS, GaN, đưa vào để ngăn ngừa bề mặt chất Si khổi bị Oxi hóa q trình phủ màng ZnO Trong loại lớp đệm, ý vài lớp kim loại, là: Zn, Al, Ru dùng để làm lớp tốt Trong nghiên cứu chúng tôi, lớp kim loại mỏng Ti đưa vào làm lớp đệm kim loại cho phủ màng mỏng ZnO đế Si Yếu tố tác đông để dùng Ti làm lớp đệm ban đầu, có điện trở hóa học cao Điểm nóng chảy cao (1668Co) có cấu trúc lục giác xiếc chặt (HCP) ZnO Ngoài ra, lệch mạng Ti ZnO 10%, nhỏ lệch mạng Si ZnO (15%) giảm tác động lệch mạng Trong cơng trình này, màng mỏng ZnO định hướng mạnh theo trục c phủ lên lớp Si (111) cách đưa vào lớp mỏng Ti làm lớp đệm ban đầu cho lắng động phún xạ Magnetron DC So sánh với màng mỏng ZnO phủ lên đế Si (111) mà khơng có lớp đệm Ti, cấu trúc tính chất quang học màng mỏng ZnO phủ Ti/Si (111) cho ta mẫu cải tiến, có tính chất tốt 1.1.2.Tác dụng đệm Ti lên màng ZnO Si Lớp Ti mỏng dùng làm lớp đệm để bảo vệ bề mặt Si (111 ) khổi bị Oxi hóa sai mạng chất Si màng mỏng ZnO Tác động lớp mỏng Ti lên chất lượng màng mỏng ZnO nghiên cứu đánh giá phương pháp: Khúc xạ tia X (XRD) Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu trường hợp SVTH: Trần Văn Thảo Luận văn tốt nghiệp Đại học ZnO phủ lên Si kỹ thuật khó bề mặt Si dễ bị Oxi hóa suốt q trình phủ màng Sự Oxi hóa bề mặt Si hình thành lớp SiOx vơ định hình, lớp làm giảm chất lượng màng ZnO phủ đế Si Trong nghiên cứu này, lớp kim loại mỏng Ti đưa vào làm lớp đệm kim loại cho phủ màng mỏng ZnO đế Si Yếu tố tác động để dùng Ti làm lớp đệm ban đầu, có điện trở hóa học cao Điểm nóng chảy cao (1668Co) có cấu trúc lục giác xiếc chặt (HCP) ZnO Ngoài ra, lệch mạng Ti ZnO 10%,nhỏ lệch mạng Si ZnO (15%) giảm tác động lệch mạng 1.1.3.Ứng dụng Xa hơn, ZnO xem xét vật liệu đầy hứa hẹn cho nhiều ứng dụng khác pin mặt trời, sensors khí, máy tạo dao động siêu âm máy chuyển đổi lượng Màng mỏng ZnO vật liệu biết tốt dùng cho kích thích áp điện tách dao động thiết bị cộng hưởng ZnO vật liệu thú vị ứng dụng kết hợp hệ số máy lượng cao với IC-based trình dao động Ứng dụng đặc biệt máy đầu dò micro, dùng để đo độ lớn : Lực, áp suất gia tốc Có nhiều cơng trình nghiên cứu ứng dụng màng ZnO 1.1.4.Ưu điểm ZnO ZnO ý chứa đựng nhiền ưu điểm: -Là hợp chất có nhiều tự nhiên rẻ tiền so với vật liệu khác như: GaAs, ITO, In -Không độc hại, số loại màng gây hại cho sức khỏe như: Màng Cd -Dể gia công sản xuất kĩ thuật phún xạ, kĩ thuật phổ biến -Có khả hấp thụ tia tử ngoại 1.2.Tạo màng phương pháp phún xạ MAGNETRON DC 1.2.1.Cơ chế vật lí phún xạ - Phún xạ tượng mà nguyên tử bị khỏi bề mặt vật liệu bị bắn phá ion -Có hai loại phún xạ: Phún xạ phản ứng phún xạ không phản ứng +Phún xạ không phản ứng là: Các ion bắn phá vào vật liệu bia ion khí trơ, lúc chuyển động đập vào bia khơng phản ứng với bia Vd: Màng Al, Cu, Ag môi trường phún xạ khí trơ, với bia kim loại tương ứng, ion bắn phá ion khí trơ SVTH: Trần Văn Thảo Luận văn tốt nghiệp Đại học +Phún xạ phản ứng là: Các ion bắn phá vào vật liệu bia có phản ứng với bia tạo hợp chất Vd: Màng Al2O3, ZnO, TiO2 với bia kim loại tương ứng, ion bắn phá tạo phản ứng ion Oxi Hình 1: Cơ chế vật lí phún xạ Hình2: Những hạt phún xạ SVTH: Trần Văn Thảo Luận văn tốt nghiệp Đại học Hình 3: Các Ion trình phún xạ -Phún xạ trình: +Những va chạm ion – bia +Truyền động lượng +Bắn nguyên tử, đám nguyên tử phân tử bề mặt bia -Kết là: +Vật liệu từ bia hình thành màng đế (nếu bia đơn chất  màng đơn chất; bia hợp chất  màng hợp chất mang tính chất màng mỏng) +Năng lượng trung bình hạt khỏi bia khoảng 1-10eV (có thể làm nóng đế) -Độ xuyên sâu ion +Độ xuyên sâu ion phụ thuộc vào: •Năng lượng ion •Góc tới ion •Khối lượng ion so với khối lượng nguyên tử,phân tử bia Độ xuyên sâu trung bình ion khoảng 10 - 40 nm SVTH: Trần Văn Thảo Luận văn tốt nghiệp Đại học Hình 4: Mơ tả q trình xun sâu ion 1.2.2.Hiệu suất phún xạ Hiệu suất phún xạ = TỔNG CÁC NGUYÊN TỬ PHÚN XẠ/TỔNG CÁC ION TỚI = NA (1.1) NI -Hiệu suất phún xạ phụ thuộc vào: +Bản chất bia +Bản chất ion +Năng lương tới ion +Góc tới Hình 5: Biểu diễn phụ thuộc hiệu suất phún xạ vào lượng ion Ar SVTH: Trần Văn Thảo Luận văn tốt nghiệp Đại học Hình 6: Biểu diễn phụ thuộc hiệu suất vào lượng tới ion bắn bia Hình 7: Sự phụ thuộc hiệu suất vào góc tới ion tới Tỉ lệ hiệu suất ( Y ) cao khoảng 720 Y0 1.2.3.Cấu tạo hệ phún xạ -Hệ Magnetron bao gồm: +Bản cathode: Dùng làm nguồn điện tử +Bản anode: Nơi thu nhận điện tử +Kết hợp với điện từ trường vng góc SVTH: Trần Văn Thảo Luận văn tốt nghiệp Đại học Hình 8: Mơ tả điện trường từ trường vng góc hệ Magnetron Một số loại hệ Magnetron thông thường Các loại thường có bên lị Viba SVTH: Trần Văn Thảo Luận văn tốt nghiệp Đại học 10 Hình 9: Một số hệ Magnetron thông dụng SVTH: Trần Văn Thảo Luận văn tốt nghiệp Đại học 11 Hình 10: Sơ đồ hệ phún xạ MAGNETRON -Vật liệu cần phủ hay vật liệu màng (bia): Dùng để phún xạ gắn chặt với giải nhiệt (bàn áp điện vào) Toàn bia, giải nhiệt  cathode Cathode cách điện với đất -Từ trường vịng nam châm bên ngồi bao quanh đối cực với lỗi nam châm Chúng nối từ với sắt (việc nối từ có tác dụng khép kín đường sức từ phía dưới) -Bằng cách bố trí thích hợp vị trí nam châm  tạo giá trị khác cường độ từ trường bề mặt bia -Vật liệu phủ (đế): Được nối đất (áp điện dương) Hình 11: Sơ đồ minh họa hệ phún xạ magnetron SVTH: Trần Văn Thảo Luận văn tốt nghiệp Đại học 12 Hình 12: Mơ tả hệ Magnetron *Nguyên lý hoạt động: +Khi âm áp vào hệ, cathode (bia) anode (đế -vật liệu cần phủ) sinh điện trường làm định hướng truyền lượng cho hạt mang điện có hệ (thơng thường thể tích khí điều kiện thường chứa số điện tử vả ion, 1cm3 khí mặt biển trung bình có 103 ion âm dương tạo nên tia vũ trụ, tia tử ngoại, phóng xạ mơi trường xung quanh) +Những điện tử ion tạo thành thác lũ điện tử, ion đập vào Kathode giải phóng điện tử thứ cấp, điện tử gia tốc điện trường đồng thời bị tác động từ trường ngang, từ trường giữ điện tử gần cathode theo quỹ đạo xoắn trôn ốc Nhờ chiều dài quãng đường điện tử tăng lên nhiều lần trước đến anode +Trong q trình chuyển động điện tử, điện tử va chạm với nguyên tử khí sinh ion (sự ion hóa) Các ion gia tốc đến Kathode làm phát xạ điện tử thứ cấp Như vậy, nồng độ điện tử tăng, số điện tử sản sinh với số điện tử q trình tái hợp, lúc phóng điện tự trì Lúc khí phát sáng bề mặt bia, phóng điện giảm dịng tăng nhanh Những điện tử lượng cao sinh nhiều ion ion lượng cao đập vào Kathode làm phún xạ vật liệu bia xạ điện tử thứ cấp để tiếp tục trì phóng điện Lúc tăng nhỏ dòng tăng đáng kể Sự ion hóa diễn điện từ trường vng góc tạo thành Plasma SVTH: Trần Văn Thảo Luận văn tốt nghiệp Đại học 13 +Plasma đám gồm ion dương điện tử tạo thành trạng thái gần trung hòa điện +Vùng Plasma hình thành điện từ trường vng góc +Với ứng dụng tạo màng môi trường Plasma, ion dương sinh q trình va chạm hạt trung hịa điện tử mang lượng +Những điện tử mơi trường Plasma có độ linh động lớn Điều khiển điện tử có độ linh động lớn điều khiển Plasma Hình 13: Bài tốn tìm phương trình chuyển động điện tử điện từ trường vng góc SVTH: Trần Văn Thảo Luận văn tốt nghiệp Đại học 14 Định luật II Newton: (1.2) (1.3) Từ phương trình trên, ta thấy điện trường từ trường vng góc với chuyển động hạt tổng hợp hai dạng chuyển động: Chuyển động tròn chuyển động tịnh tiến dọc theo trục X Nói cách khác, quỹ đạo chúng cycloic với bán kính larmor: re meV e B ,  (1.4) V  B 1.2.4.Kĩ thuật phún xạ a) Chân không tạo loại bơm -Bơm sơ cấp (bơm rote,bơm quay dầu) -Bơm turbo (bơm khuyếch tán) b) Khí đưa vào (thường Ar) để thực q trình ion hóa chất khí SVTH: Trần Văn Thảo Luận văn tốt nghiệp Đại học 15 c) Chân không -Bơm quay (bơm rote,sơ cấp,bơm quay dầu): + Tốc độ : 30 m3/h + Áp suất tới hạn : 10-2 torr -Bơm turbo (bơm khuyếch tán): + Tốc độ 200 l/s + Áp suất tới hạn 10-10 torr -Chân không phún xạ : + Chân không tới hạn :10-7 torr + Áp suất làm việc :10-2  10-3 torr 1.2.5.Đặt trưng phún xạ a) Ngưỡng phún xạ: Để xảy trình phún xạ, ion đập vào cathode phải có lượng tối thiểu đó, gọi lượng ngưỡng Eo trình phún xạ (hay ngưỡng phún xạ) Nếu lượng ion bắn phá nhỏ lượng Eo phún xạ khơng xảy Ngưỡng phún xạ phụ thuộc vào khối lượng ion, lại phụ thuộc vào chất loại bia kim loại Ngưỡng phún xạ nói chung nằm khoảng 10eV đến 30eV b) Hệ số phún xạ: Sự phún xạ đặt trưng hệ số phún xạ s, tỉ số số nguyên tử bị phún xạ na với số ion ni đập vào bế mặt cathode, tính khoảng thời gian s na (1.5) ni Nếu khoảng thời gian t , khối lượng vật liệu bị phún xạ m , khối lượng ngun tử vật liệu µ ta có: na m (1.6)  Cũng thời gian này, số lượng ion điện tích oanh tạc lên bia xác định thơng qua dòng I: SVTH: Trần Văn Thảo Luận văn tốt nghiệp Đại học 16 ni Ite (1.7) Từ ta có : s na me (1.8) ni It Hệ số phún xạ theo (1.5) tính số nguyên tử số ion.Tuy nhiên, số trường hợp người ta biểu diễn theo đơn vị gam/coulomb, cách đặt: s ' m (1.9) It s ' s  (1.10) e Thì hệ số phún xạ s hay s’ phụ thuộc vào chất vật liệu phún xạ, loại ion lượng ion oanh tạc lên bia, gốc đập ion lên bế mặt cathode phụ thuộc vào áp suất khí làm việc c) Sự phân bố theo góc hạt phún xạ: Theo lượng bắn phá ion mà hạt phún xạ phân bố theo góc khác Khi lượng ion lớn phân bố góc hạt phún xạ gần với định luật cosin d) Năng lượng hạt phún xạ: Một yếu tố ảnh hưởng đến tính chất màng mỏng chế tạo phương pháp phún xạ lượng nguyên tử phún xạ Một số cơng trình cho thấy, hàm phân bố theo lượng hạt phún xạ có cực đại khoảng từ 1-2eV trải rộng đến hàng trăm eV Áp suất khí ảnh hưởng đến lượng phún xạ Ở áp suất cao, tần số va chạm nguyên tử phún xạ với nguyên tử khí gia tăng, làm giảm đáng kể lượng dòng tạo màng e) Vận tốc phún xạ: tronng vùng lượng thường sử dụng phún xạ (200-400V), vận tốc phún xạ tăng chậm theo lượng ion, tăng nhanh theo mật độ dòng xác định số ion bắn phá bia Vận tốc phún xạ khoảng 5.10-4gcm-2s- nhỏ so với vận tốc bốc bay (10-2gcm-2s-1) đạt nhờ thiết bị bốc bay chùm điện tử Theo Gurmin vận tốc phún xạ trường hợp ion có lượng từ thấp đến trung bình cho bởi: SVTH: Trần Văn Thảo Luận văn tốt nghiệp Đại học 17 dN S l (1.11) Adt e Với S   4m1m2 E V (1.12) 4 (m1m2 ) E0 Trong đó: S: Hiệu suất phóng xạ m2 : Khối lượng ion I : Dòng ion E : Năng lượng ion E: Điện tích điện tử E0 : Nhiệt thăng hoa γ : Hàm m1/m2 β : Hệ số tỉ lệ V: Điện áp m1 : Khối lượng nguyên tử bia 1.3 Quá trình chế tạo bia gốm ZnO Q trình chế tạo bia gốm gồm có giai đoạn : + Chuẩn bị vật liệu: Trộn, nghiền, rây +Định hình vật liệu: Ép bột kim loại  thành hình trịn hình vng Hình 14: Sản phẩm bia ZnO sau hoàn thành +Cuối nung: Kết khối vật liệu Trong trình chế tạo bia gốm trình nung (quá trình kết khối ) trình quang trọng nhất, định tính chất bia phún xạ Q trình kết khối trình rắn lại phân tử dạng bột tác dụng nhiệt áp suất Vật liệu kết khối có cường độ học cao, độ xốp khả hút nước thấp, mật độ thể tích lớn Hiện tượng kết khối bao gồm nhiều q trình hóa lý phứ tạp xảy nhau, khơng thể tách riêng q trình Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến trình kết khối: Thành phần hóa học, khống vật, trạng thái bề mặt riêng, điều kiện nung SVTH: Trần Văn Thảo Luận văn tốt nghiệp Đại học 18 Trong điều kiện nung quang trọng Vế mặt hóa học vật thể kết khối hoàn toàn khác với trước nung Hiện tượng kết khối xảy trang thái rắn (dạng Oxit tinh khiết) Nói chung sản phẩm muốn kết khối điều kiện thông thường phải nung đến nhiệt độ khơng nhỏ 0.8Tnc (Tnc: Nhiệt độ nóng chảy vật liệu) Những dấu hiệu đặt trưng sản phẩm kết khối: Giảm thể tích, sản phẩm rắn lại (độ bền tăng) Khoảng kết khối: Hiệu số nhiệt kết thúc trình nhiệt độ bắt đầu kết khối Nhiệt độ bắt đầu kết khối nhiệt độ ứng với nó, tính chất bắt đầu thay đổi đột ngột Nhiệt độ kết thúc trình kết khối nhiệt độ, tính chất sản phẩm nung bắt đầu đạt cực đại hay cực tiểu Các tính chất mơ tả cấu trúc sản phẩm nung: Độ xốp, mật độ khả hút nước Cũng có trường hợp độ bền dùng để xem xét q trình kết khối sản phẩm Trong tính chất khả hút nước thường coi tiêu chuẩn để so sánh mức độ so sánh sản phẩm nung Trong kĩ thuật nung, khoảng kết khối có ý nghĩa đặt biệt Khoảng kết khối rộng trình nung dễ dàng (đối với đất sét cao lanh hàng trăm độ), ngược lại khoảng kết khối hẹp khó nung (sản phẩm chứa SiO2 khoảng kết khối 10-150C) Khoảng kết khối tính tốn biết thành phần hóa học xác định thực nghiệm nghiên cứu mẫu nhỏ phương pháp DTA (Differntial Thermal Analysis) TGA (Thermal Gravimetric Analysis) Có vài lý thuyết kết khối, lý thuyết khuếch tán chấp nhận sử dụng rãi Lý thuyết cho rằng, kết khối chế kết tụ hạt tiếp xúc Trước kết khối, nơi tập hợp “Ốc đảo” có kích thước khác nhau, sau “Ốc đảo” lớn tăng trưởng cách “nuốt” ốc đảo nhỏ Các yếu tố ảnh hưởng đến trình nung: -Thành phần hóa học: Lý thuyết thự nghiệm cho thành phần hóa học sản phẩm yếu tố chủ yếu định nhiệt độ khoảng kết khối -Kích thước thành phần hạt: Kích thước thành phần hạt chẳn có tác dụng đến việc xếp hạt sản phẩm lúc tạo hình mà cịn nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến trình kết khối Kích thước hạt bé, sản phẩm kết khối tốt -Mật độ sản phẩm: Độ sít chặt sản phẩm có ảnh hưởng đến q trình kết khối Mật độ cao, kết khối thuận lợi -Nhiệt độ nung cực đại thời gian lưu: Nhiệt độ nung cực đại thời gian lưu yếu tố bản, có ảnh hưởng định đến chất lượng sản phẩm nung thành phần hóa học sản phẩm định -Thời gian lưu sản phẩm nhiệt độ nung cực đại ngắn hay dài có ảnh hưởng đến tính chất sản phẩm Với sản phẩm có khoảng kết khối hẹp, nên nung SVTH: Trần Văn Thảo Luận văn tốt nghiệp Đại học 19 nhiệt độ thấp nhiệt độ nung lý thuyết từ 20-300C kéo dài thời gian lưu nhiệt độ lâu ngược lại Tốc độ thay đổi nhiệt độ: Tốc độ nâng nhiệt độ lúc nung sản phẩm phụ thuộc chủ yếu vào trình biến đổi phần tử sản phẩm Cấu trúc thay đổi, lực liên kết chúng khác nhau, đó, tốc độ nâng nhiệt khơng hợp lý dẫn đến dạng khuyết tật Tốc độ làm nguội có ảnh hưởng đến việc phát triển tinh thể rắn mà liên quan đến xuất ứng suất nội -Mơi trường khí: Trong q trình nung sản phẩm, mơi trường khí giữ vai trị quan trọng làm thay đổi thành phần hóa học tính chất sản phẩm 1.4 Phép đo Hall xác định tính chất điện Phép đo Hall dùng để xác định điện trở suất ([ρ]=Ω.cmρ]=Ω.cm)]=Ω.cm), loại hạt tải, nồng độ hạt tải ([ρ]=Ω.cmn]=dm-3), độ linh động ([ρ]=Ω.cmµ]= cm2/V.s) Phép đo thực theo phương pháp van der Pauw, với tiếp xúc ohmic tạo lớp Nhôm từ phương pháp lắng đọng chùm electron, dùng làm mẫu màng che tiếp xúc gắn liền với mẫu Kích thước mẫu lớn x mm, với mẫu cắt từ mẫu lớn biện pháp vết khía vết nứt Lớp tiếp xúc tạo thành dạng hình vng x mm,và điểm có đường kính xấp xỉ 0,5 mm Những mẫu tạo nên giữ màng chắn thông dụng, đặt hệ bốc bay electron, buồng chân khơng bơm xuống ~5x10-7 torr dùng bơm khuyếch tán kết nối bơm rotary chuẩn Chất thải (điện tích) Al túi nguồn lắng đọng chùm electron làm bay chế độ ~15 Å/s để sinh màng mỏng khoảng ~3300 Å đo tinh thể thạch anh (SiO2) cân vi lượng Phần phủ kính buồng chân khơng bao bọc đầu dị áp suất phép đo Hall để ngăn cản ngưng tụ suốt phép đo nhiệt độ thấp, phép đo Hall thực buồng tối Hệ thống Hall tập hợp từ thành phần thềm Một máy cung cấp từ chuẩn trường Frieldial mẫu V-FR2503 cung cấp dòng cho nam châm cường độ mạnh Varian Associates, đặt cường độ đến 8,000 gauss Một máy Keithley loại 220 cung cấp dịng khơng đổi, với máy đo khuếch đại tín hiệu vi Keithley loại 197 dùng để đo điện cuối Một mạng chuyển đổi HP loại 3488A nối vào lớp tiếp xúc mẫu thích hợp với thành phần điện tử thích hợp cho dạng thăm dị khác thiết lập phương pháp Van der Pauw Một máy vạch đường cong Tektronix loại 177 đưa vào hệ thống để xác định lớp tiếp xúc có phải Ohmic hay khơng cách ghi nhận đường cong Một máy tính điều khiển tất thiết bị, yêu cầu xử lí liệu Dữ liệu báo cáo hệ bao gồm nồng độ hạt mang điện (n), độ linh động(µ), điện trở suất (ρ]=Ω.cm)), loại hạt mang điện, hệ số Hall (RH), phép phân tích lỗi Khi hoạt động, trước tiên hệ thống xác định dịng thích hợp cho phép đo Hệ thống lập trình để đáp ứng dòng cần thiết hoạt động mV Với phép đo này, dòng xuyên qua lớp tiếp xúc bên hình vng, độ giảm đo thơng qua điểm tiếp xúc mặt đối diên hình vuông SVTH: Trần Văn Thảo Luận văn tốt nghiệp Đại học 20 Thật quan trọng để hiểu chất lượng thông tin cho phép đo Hall, giả định hầm bẫy liên kết với Cho trường hợp tạp chất thối hóa ZnO : Al có vài sản phẩm thu cần phải xác định dạng, vài giới hạn cần làm khớp Đầu tiên hệ số Hall (γH), nói chung cho Đây xấp xỉ tốt cho nhiều chất bán dẫn, khơng dùng độ xác cao nhất, giá trị nên thẩm định Một điều vật liệu cấy suy biến tạo dải tạp chất, tác động lên hàm phân bố electron (f(e)) Độ lớn điện Hall khó khăn phát sinh khác Cho mẫu có hệ số linh động Hall thấp, khác biệt Hall có khơng có trường điện từ nhỏ, làm cho phép đo xác Hall phụ thuộc từ trường trở nên khó khăn Điều yêu cầu phải cẩn thận phân tích liệu để chắn thay đổi phép đo Hall thích hợp phù hợp với phân cực trường từ dạng hình học kết nối Những phép đo sử dụng để so sánh mẫu tương Vì mẫu giống dùng cho hệ thống Hall, màng tương thích với loại vật liệu, so sánh liệu mẫu cần độ xác cần thiết Sự so sánh với giá trị tài liệu với nghiên cứu khác ZnO hợp lý thơng số vật liệu phải giống Thông số sử dụng phép đo Hall thường khơng nêu lên, so sánh với tài liệu chuẩn, chúng phải kiểm tra với mắt tinh tường Phương pháp đo thông số điện phép đo Hall xác, luận văn chúng tơi sử dụng phương pháp bốn đầu dò để xác định thông số điện màng 1.5 Phương pháp bốn đấu dị xác định đặt tính điện Những phương pháp đo lấy Alessi bốn điểm cảm biến Một đầu cảm biến nhiệt với tim tungsten có bán kính nhọn 0,002”, khoảng cách cảm biến 0,05”, cảm biến có áp lực 70 đến 180 grams dùng để đo tất phép đo Dòng đáp ứng Crytronics loại nguồn dòng 120 với dãy đáp ứng 1µA đến 100 mA Thế đo điện kế nanovolt Keithley loại 181 với trở kháng đầu vào cao giga-ohm Phương trình 3.1 3.2 dùng để xác định điện trở kim loại (Rs có đơn vị Ω/sq) điện trở suất (ρ]=Ω.cm) có đơn vị Ω.cm), theo thứ tự (1.13) (1.14) SVTH: Trần Văn Thảo ... 2.3.Làm lam thủy tinh Silic 2.4.Các bước trình phún xạ 2.5.Môi trường chế tạo màng mỏng ZnO/ Si ZnO/ Ti /Si 2.6 .Kết thảo luận 2.6.1 .Chế tạo màng ZnO đế thủy tinh ... 2.6.1 .Chế tạo màng ZnO đế thủy tinh 2.6.2 .Chế tạo màng ZnO đế Si (111) (100) 2.6.3 .Chế tạo màng ZnO đế silic có lớp đệm Ti Chương III – Kết luận – hướng phát triển Tài liệu tham khảo... (111) mà lớp đệm Ti, cấu trúc tính chất quang học màng mỏng ZnO phủ Ti /Si (111) cho ta mẫu cải ti? ??n, có tính chất tốt 1.1.2.Tác dụng đệm Ti lên màng ZnO Si Lớp Ti mỏng dùng làm lớp đệm để bảo