Chế tạo và nghiên cứu các tính chất của màng dẫn điện trong suốt znoal

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN NGỌC VIỆT CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU CÁC TÍNH CHẤT CỦA MÀNG DẪN ĐIỆN TRONG SUỐT ZnO:Al Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU VÔ CƠ Mã số ngành : 60.52.90 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2006 ii CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: GS.TS Lê Khắc Bình (Họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: (Họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: (Họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng 12 năm 2006 iii TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc TP HCM, ngày tháng 12 năm 2006 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN NGỌC VIỆT Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 23/05/1980 Nơi sinh: Khánh Hòa Chuyên ngành: Công Nghệ Vật Liệu Vô Cơ MSHV: 00304068 I - TÊN ĐỀ TÀI Chế tạo nghiên cứu tính chất màng dẫn điện suốt ZnO:Al II - NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG 1) Nhiệm vụ Chế tạo màng dẫn điện suốt làm vật liệu ZnO:Al đế thuỷ tinh phương pháp sol-gel; nghiên cứu cấu trúc, tính chất khả ứng dụng màng ZnO:Al chế tạo Màng ZnO:Al chế tạo phải có độ truyền qua cao vùng ánh sáng khả khiến độ dẫn điện cao ứng dụng công nghệ quang điện tử 2) Nội dung nghiên cứu ♦ Lý thuyết: ƒ Tổng quan lý thuyết đặc điểm cấu trúc tính chất màng dẫn điện suốt ZnO:Al iv ƒ Tìm hiểu công nghệ chế tạo màng mỏng ZnO:Al, ảnh hưởng thông số công nghệ đến cấu trúc tính chất màng ♦ Thực nghiệm: ƒ Chế tạo màng ZnO:Al với hàm lượng pha tạp Al khác nhau, độ dày màng khác môi trường ủ nhiệt khác ƒ Đánh giá cấu trúc tính chất quang, điện màng chế tạo ƒ Khảo sát ảnh hưởng thông số công nghệ tính chất màng thông qua kết nhận ƒ Lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp chế tạo màng dẫn điện suốt ZnO:Al phương pháp sol-gel III - NGÀY GIAO NHIỆM VỤ (Ngày bắt đầu thực Luận Văn ghi Quyết định giao đề tài): 03/07/2006 IV - NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 03/12/2006 V - CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Học hàm, học vị, họ, tên): GS.TS Lê Khắc Bình CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH GS.TS Lê Khắc Bình TS Đỗ Quang Minh TS Đỗ Quang Minh (Học hàm học vị, họ tên chữ ký) v Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội Đồng chuyên ngành thông qua Ngày tháng năm 2006 TRƯỞNG PHÒNG ĐT - SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH vi LỜI CÁM ƠN Tôi xin chân thành cám ơn GS.TS LÊ KHẮC BÌNH tận tình bảo hướng dẫn suốt trình thực luận văn Xin chân thành cám ơn Th.S TRẦN QUANG TRUNG đóng góp ý kiến q giá tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành luận văn Xin kính gửi lòng biết ơn chân thành đến tất q thầy cô khoa Công Nghệ Vật Liệu Trường Đại Học Bách Khoa giúp cho có kiến thức làm tảng cho luận văn nghiên cứu sau Tôi xin chân thành cám ơn Ban Giám Đốc toàn thể nhân viên Phòng Thí Nghiệm Công Nghệ Nano tạo điều kiện thời gian, vật chất thiết bị đánh giá phân tích để hoàn thành Luận văn Xin bày tỏ lòng biết ơn q Thầy cô tập thể cán Bộ môn Vật lý Chất rắn trường Đại học Khoa học Tự nhiên hỗ trợ thực chế tạo đo độ truyền qua màng Sau cùng, xin cảm ơn gia đình, bạn bè quan tâm, động viên hỗ trợ suốt năm qua Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2006 Học viên thực Nguyễn Ngọc Việt vii TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU CÁC TÍNH CHẤT CỦA MÀNG DẪN ĐIỆN TRONG SUỐT ZnO:Al Đề tài thực với mục đích chế tạo nghiên cứu tính chất màng dẫn điện suốt ZnO:Al phương pháp sol-gel ứng dụng nghệ quang điện tử: giá thành thấp, dễ dàng chế tạo, bám dính vào đế tốt, độ truyền qua vùng ánh sáng khả kiến cao (>85%), độ dẫn điện tốt, phủ màng diện tích rộng Đề tài thực nội dung sau: + Chế tạo màng dẫn điện suốt ZnO:Al phương pháp sol-gel với chất ban đầu Zn(CH3COO)2.2H2O, chất pha tạp Al(NO3)3.9H2O, chất tạo phức MEA dung môi 2-methoxyethanol + Phân tích cấu trúc đánh giá tính chất quang, điện màng ZnO:Al chế tạo + Khảo sát ảnh hưởng thông số công nghệ hàm lượng pha tạp Al, độ dày màng, môi trường ủ nhiệt đến cấu trúc tính chất màng ZnO:Al + Từ kết đánh giá cấu trúc tính chất màng ZnO:Al chế tạo, lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp để chế tạo màng ứng dụng công nghệ quang điện tử viii ABSTRACT FABRICATION AND STUDY CHARACTERISTICS OF THE TRANSPARENT CONDUCTING THIN FILMS ZnO:Al The purpose of this thesis is study on fabrication of the transparent conducting Al doped-zinc oxide (ZnO:Al) thin film deposited on glass substrates by sol-gel method Fabricated ZnO:Al thin films must satisfy the application requirements of optoelectronics applications: low cost, easy to fabricate, good adhesion to substrates, good optical transmission (over 85%), high conductivity and enable to coat on large surfaces The thesis has carried out these following contents: + Fabricating ZnO:Al thin films by sol-gel method using zinc acetate dihydrate (Zn(CH3COO)2.2H2O), Al(NO3)3.9H2O, 2-methoxyethanol and MEA (monoethanolamine) as precursor, dopant agent, solvent and stabilizer, respectively + Characterization the structure, optical and electrical properties of fabricated ZnO:Al thin films + Investigating the effect of process parameters such as Al dopant content, film thickness, annealing enviroment to structure and properties of fabricated thin film through received results + From the results of characterization the structure and properties of fabricated ZnO:Al thin films, choose suitable process conditions to fabricate ZnO:Al thin films satisfying specified requirements of optoelectronics applications Trang MUÏC LUÏC MUÏC LUÏC DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU - DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÀNG MỎNG DẪN ĐIỆN TRONG SUỐT 1.1 Màng mỏng dẫn điện suốt -8 1.1.1 Các tính chất độc đáo màng dẫn điện suốt 1.1.2 Các loại vật liệu chế tạo màng mỏng dẫn điện suốt - 1.1.3 Các ứng dụng maøng ZnO:Al -10 1.1.3.1 Màn hình phẳng -11 1.1.3.2 Pin mặt trời 14 1.1.3.3 Màng chắn điện từ 15 1.1.3.4 Kính chức 15 1.2 Caùc phương pháp chế tạo màng TCO - 17 1.2.1 Phương pháp phún xạ (Sputtering) 18 1.2.2 Phương pháp bốc bay nhieät (Thermal Evaporation) -19 1.2.3 Bốc bay chùm điện tử -19 1.2.4.Phương pháp tráng phủ màng xung laser (Pulsed Laser Deposition – PLD) 20 1.2.5 Phương pháp Sol-Gel -21 1.2.5.1 Kỹ thuật phủ quay (spin coating) -24 1.2.5.2 Kỹ thuật nhúng (dip coating) 26 Luận văn Cao Học HV: Nguyễn Ngọc Việt Trang 1.3 Các phương pháp đánh giá cấu trúc tính chất màng mỏng dẫn điện suoát TCO 28 1.3.1 Phương pháp xác định cấu trúc màng 28 1.3.2 Phương pháp đánh giá tính chất quang màng 30 1.3.3 Phương pháp đo đặc tính điện màng TCO 32 1.4 Tình hình nghiên cứu màng dẫn điện suốt nước - 34 1.5 Tình hình nghiên cứu giới 35 1.6 Mục đích, nội dung nghiên cứu, ý nghóa khoa học khả ứng dụng thực tế đề tài 36 1.6.1 Mục đích phạm vi nghiên cứu đề tài -36 1.6.2 Các nội dung nghiên cứu -37 1.6.3 Ý nghóa khoa học khả ứng dụng thực tế đề tài 37 CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT CỦA MÀNG MỎNG ZnO:Al 39 2.1 Đặc điểm cấu trúc tính chất màng dẫn điện suốt ZnO:Al - 39 2.1.1 Tính chất điện -40 2.1.2 Tính chất quang -40 2.1.3 Cấu trúc ZnO -40 2.2 Sự tạo sai hỏng tinh thể chất bán dẫn ZnO 42 2.2.1 Sai hỏng điểm cấu trúc -43 2.2.2 Sai hỏng điện tử, tạo vật liệu bán daãn 45 CHƯƠNG 3: CHẾ TẠO VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC TÍNH CHẤT MAØNG ZnO:Al - 50 3.1.Mục đích đề taøi 50 3.2.Tiến trình thực nghiệm - 50 3.2.1.Chế tạo màng ZnO:Al -51 Luận văn Cao Học HV: Nguyễn Ngọc Việt Trang 75 4.5.1 nh hưởng nồng độ pha tạp Al đến độ dẫn điện Khi thay đổi hàm lượng pha tạp Al từ đến 8%, điện trở màng 10 lớp trước ủ nhiệt chân không thay đổi theo nồng độ Al pha tạp hình 4.15: Bảng 4.1 Điện trở màng ZnO thay đổi theo nồng độ pha tạp Al mẫu sau ủ nhiệt lần không khí Mẫu Giá trị điện trở mặt Rs đo vị trí, Ω/ Điểm Điện trở mặt trung bình, Ω/ Ñieåm Ñieåm Ñieåm Ñieåm 0-1-10 2.740.019 3.165.051 2.285.094 3.070.000 2.190.000 2.690.033 1-1-10 552.864 593.657 844.207 805.976 582.185 675.778 2-1-10 514.776 434.572 475.777 411.922 388.901 445.190 3-1-10 517.731 400.483 528.197 402.813 431.476 456.140 4-1-10 833.604 778.563 836.861 881.376 678.770 801.835 8-1-10 1.347.877 1.404.356 1.727.906 1.061.016 1.362.282 1.380.687 Rs, Ω/ 1,600,000 RS (ZnO) =2,690,033 1,380,687 1,200,000 801,835 800,000 675,778 456,140 445,190 400,000 x.1.10 %Al Hình 4.15 Thay đổi điện trở màng ZnO theo hàm lượng pha tạp Al mẫu sau ủ nhiệt lần không khí Từ kết hình 4.15 ta nhận thấy, điện trở màng giảm tăng hàm lượng pha tạp Al từ đến 2% Khi lượng nhỏ Al đưa vào màng, Al bị ion hóa thành Al3+ thay vào vị trí Zn2+ electron tự tạo thành ứng với vị trí Zn bị thay Do nồng độ hạt tải tăng với tăng Luận văn Cao Học HV: Nguyễn Ngọc Việt Trang 76 nồng độ pha tạp Al, đạt giá trị lớn giá trị 2% pha tạp Al Tuy nhiên ta tiếp tục tăng nồng độ pha tạp Al từ đến 8%, điện trở màng lại tăng lên Điều cho thấy Al3+ có khả thay vào vị trí Zn2+ mạng tinh thể ZnO nồng độ định Khi tăng nồng độ pha tạp vượt giới hạn tạo thành sai hỏng trung hoà điện (neutral defects - cụ thể Al2O3) nguyên tử Al trung hoà điện tích không tham gia vào việc tạo thành electron tự Số lượng Al hoạt tính điện (electrically active) màng giảm nồng độ pha tạp Al lớn (nhiều nguyên tử Al bị trung hoà nồng độ pha tạp Al cao)[12] 4.5.2 nh hưởng môi trường ủ nhiệt đến độ dẫn điện Chúng nhận thấy tất màng sau ủ nhiệt lần không khí có độ dẫn điện thấp (khoảng vài trăm kΩ/ ), chưa thể ứng dụng làm màng dẫn điện Do đó, tiến hành ủ nhiệt lần môi trường chân không để khảo sát ảnh hưởng môi trường ủ nhiệt đến độ dẫn điện màng Luận văn Cao Học HV: Nguyễn Ngọc Việt Trang 77 Bảng 4.2 Điện trở màng ZnO theo nồng độ pha tạp Al mẫu sau ủ nhiệt lần chân không Mẫu Điện trở mặt Giá trị điện trở mặt Rs đo vị trí, Ω/ Điểm Điểm Điểm Điểm trung bình, Ω/ Ñieåm 0-2-10 10.787 13.601 19.467 13.029 16.417 14.660 1-2-10 723 1.006 701 596 700 745 2-2-10 374 455 266 358 405 372 3-2-10 688 650 843 557 603 668 4-2-10 1.200 715 1.207 862 1.181 1.033 8-2-10 1.676 1.439 1.965 1.065 2.013 1.632 Rs, Ω/ 2,000 RS (ZnO) = 14,660 1,632 1,500 1,033 1,000 745 668 500 372 x.2.10 %Al Hình 4.16 Sự thay đổi điện trở màng theo hàm lượng pha tạp Al mẫu sau ủ nhiệt lần chân không Sự ảnh hưởng môi trường ủ nhiệt đến tính dẫn điện màng lớn Điện trở màng sau ủ nhiệt lần chân không giảm 1000 lần Điều giải thích giải hấp (desorption) ôxy vị trí biên hạt, đóng vai trò trạng thái bẫy (trap states), dẫn đến tăng đáng kể nồng độ độ linh động hạt tải làm tăng mạnh độ dẫn điện [9] Luận văn Cao Học HV: Nguyễn Ngọc Việt Trang 78 Hình 4.17 Kết đo điện trở mẫu 2-2-10 thiết bị bốn mũi dò QuadProS302-8 Chúng ta nhận thấy trước ủ nhiệt lần chân không, điện trở màng pha tạp 2%Al nhỏ khoảng lần so với màng không pha tạp Sau ủ nhiệt lần 2, giá trị khoảng 40 lần Điều chứng tỏ độ dẫn điện màng tăng mạnh sau ủ nhiệt lần chân không đóng góp đồng thời yếu tố Sự giải hấp ôxy biên hạt tạo nút khuyết ôxy thân mạng ZnO tăng nồng độ hạt tải tăng độ dẫn điện Đồng thời electron tạo thay Al3+ vào vị trí Zn2+ bị bẫy ôxy bắt giữ trước ủ chân không giải phóng làm tăng độ dẫn điện Điều cho thấy mức độ hiệu việc pha tạp Al vào mạng ZnO Luận văn Cao Học HV: Nguyễn Ngọc Việt Trang 79 4.5.3 nh hưởng độ dày màng đến độ dẫn điện Sự ảnh hưởng bề dày màng đến độ dẫn điện khảo sát Điện trở màng có bề dày khác (3, 7, 10, 14 lần phủ) thu hình 4.18: Bảng 4.3 Điện trở thay đổi theo độ dày màng mẫu 2% Al sau ủ nhiệt lần chân không Mẫu Giá trị điện trở mặt Rs đo vị trí, Ω/ Điểm Điểm Điểm Điểm Điện trở mặt Điểm trung bình, Ω/ 2-2-3 17.199 12.080 13.575 14.313 16.225 14.678 2-2-7 732 682 783 528 665 678 2-2-10 374 455 266 358 405 372 2-2-14 343 448 287 354 293 345 Rs, Ω/ 16,000 14,678 14,000 12,000 10,000 2.2.z 8,000 6,000 4,000 2,000 678 372 345 10 Số lần phủ 14 Hình 4.18 Điện trở thay đổi theo độ dày màng mẫu 2% Al sau ủ nhiệt lần chân không Khi tăng độ dày màng độ dẫn điện tăng lên Khi tăng số lần phủ từ lên lần, điện trở màng giảm mạnh (hơn 20 lần) việc lấp đầy lỗ xốp tăng độ dày màng Tuy nhiên tiếp tục tăng độ dày từ lên 10 14 lần phủ Luận văn Cao Học HV: Nguyễn Ngọc Việt Trang 80 độ dẫn điện màng tăng chậm Điều chứng tỏ màng đạt độ dày định việc tăng độ dày màng không làm tăng đáng kể độ dẫn điện Tất màng kiểm tra lại độ dẫn điện tháng sau chế tạo, kết cho thấy điện trở màng không thay đổi môi trường không khí nhiệt độ phòng Tóm lại: Độ dẫn điện màng phụ thuộc vào độ dày màng, hàm lượng pha tạp Al môi trường ủ nhiệt Việc pha tạp Al hàm lượng thích hợp làm tăng tính hiệu thay Al3+ vào vị trí Zn2+ mạng tinh thể, làm tăng đáng kể nồng độ hạt tải (electron tự do) Màng với chiều dày định kết tinh tốt sau ủ nhiệt chân không giải hấp ôxy biên hạt làm tăng nồng độ độ linh động hạt tải, tăng độ dẫn điện màng Luận văn Cao Học HV: Nguyễn Ngọc Việt Trang 81 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Đề tài thực với mục đích chế tạo nghiên cứu tính chất màng dẫn điện suốt ZnO:Al với đặc tính thoả mãn yêu cầu ứng dụng công nghệ quang điện tử: độ truyền qua cao vùng ánh sáng khả kiến (>85%), độ dẫn điện tốt, chế tạo dễ dàng với giá thành thấp phủ màng bề mặt rộng Với kết đạt được, đề tài hoàn thành nhiệm vụ đặt đề cương luận văn 5.1 Những công việc thực Đề tài thực nội dung sau: + Tìm hiểu lý thuyết đặc điểm cấu trúc tính chất màng dẫn điện suốt ZnO:Al, công nghệ chế tạo màng mỏng ZnO:Al, ưu-nhược điểm phương pháp khả ứng dụng, phương pháp đánh giá cấu trúc tính chất màng mỏng dẫn điện suốt + Chế tạo mẫu màng ZnO:Al phương pháp sol-gel với hàm lượng pha tạp Al khác nhau, điều kiện ủ nhiệt khác chiều dày màng khác + Phân tích cấu trúc đánh giá tính chất quang, điện độ dày màng ZnO:Al chế tạo + Khảo sát ảnh hưởng môi trường ủ nhiệt đến tính chất cấu trúc màng Chế tạo hệ ủ nhiệt chân không để phục vụ cho đề tài tạo màng có độ dẫn điện tốt độ truyền qua cao Đây điểm nỗ lực người thực luận văn Luận văn Cao Học HV: Nguyễn Ngọc Việt Trang 82 + Từ kết đánh giá tính chất màng ZnO:Al chế tạo, lựa chọn chế độ công nghệ phù hợp để chế tạo màng thoả mãn yêu cầu ứng dụng công nghệ quang điện tử 5.2 Các kết đạt Chế tạo thành công màng ZnO:Al với hàm lượng pha tạp Al khác nhau, bề dày màng khác môi trường ủ nhiệt khác + Chế tạo dung dịch sol từ chất ban đầu Zn(CH3COO)2.2H2O, chất pha tạp Al(NO3)3.9H2O, dung môi 2-methoxyethanol chất tạo phức Monoethanolamine-MEA Nồng độ ion Zn2+ 0,75M, tỷ lệ mol MEA:Zn2+ 1:1 Nồng độ pha tạp Al3+:Zn2+ thay đổi từ đến 8% (% nguyên tử) + Để tạo màng có độ truyền qua cao, cần thực việc tráng phủ màng môi trường có độ ẩm thấp (trong hộp kín chứa silicagel) + Màng ướt sau phủ nung 450oC 10 phút để bay dung môi phân huỷ hợp chất hữu Quá trình lặp lại nhiều lần để tăng bề dày màng Các màng ủ nhiệt lần không khí 500oC để kết tinh hình thành màng, sau tiếp tục ủ nhiệt lần chân không (10-3 Torr) để 500oC để tăng độ dẫn điện màng (tăng 1000 lần) + Các màng tạo có độ truyền qua vùng ánh sáng khả kiến cao (T>85%), chứng tỏ tính chất truyền qua tốt màng chế tạo từ vật liệu ZnO:Al phương pháp sol-gel Độ dẫn điện tốt với hàm lượng pha tạp 2%Al (Rs min=372 Ω/ ) Chiều dày màng khoảng đến 10 lần phủ (≈400nm) hợp lý + Các màng tạo có cấu trúc đa tinh thể wurtzite, màng định hướng tốt theo phương (002) Kích thước hạt lớn đồng đều, độ xốp có kích Luận văn Cao Học HV: Nguyễn Ngọc Việt Trang 83 thước nhỏ Các yếu tố góp phần làm giảm tán xạ biên hạt, tăng cao độ linh động hạt tải nâng cao tính dẫn điện + Tạo màng với thiết bị đơn giản, rẻ tiền Từ lượng dung dịch nhỏ sau điều chế phủ tạo màng bề mặt lớn, màng tạo có chi phí thấp Tóm lại, thông số công nghệ chế tạo mẫu 2-2-10 chọn sử dụng để chế tạo tạo màng mỏng dẫn điện suốt ZnO:Al ứng dụng công nghệ quang điện tử 5.3 Kiến nghị nghiên cứu Do điều kiện thời gian kinh phí có hạn, thiết bị thử nghiệm chưa thật đầy đủ, nên nội dung nghiên cứu đề tài giới hạn phạm vi đề cương Luận văn ™ Ngoài kết đạt được, đề tài có số điểm hạn chế sau: Để đạt màng có độ dẫn điện mong muốn, phương pháp cần phải lập lại trình tráng phủ nung màng nhiều lần Để nâng cao độ dẫn điện, màng cần phải ủ nhiệt lần môi trường chân không Chưa khảo sát hàm lượng pha tạp Al thực tế có màng ZnO:Al chế tạo ™ Để tiếp tục phát triển đề tài tương lai, điều kiện thiết bị cho phép, kiến nghị thực nghiên cứu nội dung sau: Thêm chất hoạt động bề mặt vào hệ dung dịch sol để tăng độ dày lần tráng phủ giảm co ngót nứt gãy màng trình xử lý nhiệt, tạo màng có độ dẫn điện tốt với số lần tráng phủ Luận văn Cao Học HV: Nguyễn Ngọc Việt Trang 84 Tìm hiểu sâu ảnh hưởng môi trường ủ nhiệt đến cấu trúc tính chất màng ZnO:Al ủ nhiệt môi trường khí trơ (N2, Ar) khử (N2+H2) Khảo sát hàm lượng pha tạp Al hay Al2O3 thực tế có màng ZnO Thử nghiệm độ bền ăn mòn hoá học màng ZnO:Al Nghiên cứu khảo sát pha tạp nguyên tố khác Ga, In, … vào màng ZnO Nghiên cứu thiết kế chế tạo vài thiết bị quang điện tử ứng dụng màng ZnO:Al chế tạo Luận văn Cao Học HV: Nguyễn Ngọc Việt Trang 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO BRIAN G.LEWIS, DAVID C.PAINE - Applications and Processing of Transparent Conducting Oxides - MRS Bulletin, August 2000 TADATSUGU MINAMI - New n-Type Transparent Conducting Oxides – MRS BULLETIN, August 2000 DAVID S GINLEY, CLARK BRIGHT - Transparent Conducting Oxides – MRS Bulletin, August 2000 WILLIAM J LEE ET AL., – Pulsed Magnetron Sputtered Low-Temperature Indium Tin Oxide Films for Flat-Panel Display Applications - Journal of Electronic Materials, Vol 31, No 2, 2002 HAIYING CHEN ET AL., - DC Sputtered Indium-Tin Oxide Transparent Cathode for Organic Light-Emitting Diode - IEEE Electron Device Letters, Vol 24, No 5, May 2003 www.dur.ac.uk/ Physics T LUKASZEWICZ, A RAVINSKI, I MAKOED - Preparation, Electronic Structure and Optical Properties of the Electrochromic Thin Films - Nonlinear Analysis: Modelling and Control, Vol 9, No 4, 2004 RADHOUANE BEL HAJI TAHAR - Structural and electrical properties of aluminum-doped zinc oxide films prepared by sol-gel process - Journal of European Ceramic Sociaty 25 (2005) 3301-3306 V MUSAT, B TEIXEIRA - Effect of post-heat treatment on the electrical and optical properties of ZnO:Al thin films- Thin Solid Films 502 (2006) 219 – 222 10 MASASHI OHYAMA - Sol–Gel Preparation of Transparent and Conductive Aluminum-Doped Zinc Oxide Films with Highly Preferential Crystal Orientation, J Am Ceram Soc., 81 [6] 1622–32 (1998) Luaän văn Cao Học HV: Nguyễn Ngọc Việt Trang 86 11 ROY G.GORDON – Criteria for choosing Transparent Conductors - MRS Bulletin, August 2000 12 XU ZI-QIANG, DENG HONG, LI YAN, CHENG HANG – Al-doping effects on structure, electrical and optical properties of c-axis orientated ZnO:Al thin films Materials Science in Semiconductor Processing 13 MINRUI WANG, JING WANG - Effect of preheating and annealing temperatures on quality characteristics of ZnO thin film prepared by sol–gel method - Materials Chemistry and Physics 97 (2006) 219–225 14 S.W XUEA, X.T ZUA, W.G ZHENG, H.X DENGA - Effects of Al doping concentration on optical parameters of ZnO:Al thin films by sol–gel techniquePhysica B 381 (2006) 209–213 15 W TANG AND D C CAMERON - Aluminum-doped zinc oxide transparent conductors deposited by the sol-gel process -Thin solid films, Vol 238, issue 1, (1994), P 83-87 16 M.A LUCIO-LOPEZ, A MALDONADO, R CASTANEDO-PEREZ - Thickness dependence of ZnO:In thin films doped with different indium compounds and deposited by chemical spray - Solar Energy Materials & Solar Cells 17 I ALIVOV, C LIU - A comprehensive review of ZnO materials and devices Journal of Applied Physics 98, 041301, 2005 18 YONGKI MIN - Properties and sensor performance of zinc oxide thin films PhD Thesis, MIT 2003 19 LÊ KHẮC BÌNH, NGUYỄN NHẬT KHANH – Vật lý chất rắn - NXB ĐHQG TP.HCM, 2002 20 ĐỖ QUANG MINH – Hóa học chất rắn – NXB ĐHQG TP HCM, 2005 21 TRẦN TUẤN - Nghiên cứu chế tạo ứng dụng màng dẫn điện suốt Báo cáo đề tài nghiên cứu trọng điểm ĐHQG TP.HCM 2006 Luận văn Cao Học HV: Nguyễn Ngọc Việt Trang 87 22 KIYOTAKA WASA, MAKOTO KITABATAKE - Thin Film Materials Technology: Sputtering of Compound Materials - Noyes Data Corporation/Noyes Publications, 2004 23 SHI, DONGLU- Functional Thin Films and Functional Materials: New Concepts and Technologies – Springer, 2003 24 LARRY L HENCH AND DONALD R ULRICH – Ultrastructure processing of ceramics, glasses, and composites – Jonh Wiley & Sons, Inc., 1984 25 PHẠM NGỌC NGUYÊN, “Giáo trình kỹ thuật phân tích vật lý”, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội, 2005 26 TRẦN ĐỊNH TƯỜNG - Màng mỏng quang học - Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội, 2004 27 PHÙNG HỒ, PHAN QUỐC PHÔ, “Giáo trình vật lý bán dẫn”, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội, 2001 28 RADHOUANE BEL HADJ TAHAR, Crystallographic Orientation in Pure and Aluminum-Doped Zinc Oxide Thin Films Prepared by Sol–Gel Technique, J Am Ceram Soc., 88 [7] 1725–1728 (2005) 29 TIMOTHY J COUTTS, DAVID L.YOUNG - Characterization of transparent conducting oxide - MRS Bulletin Aug 2000 30 T.J COUTTS, J.D PERKINS - Transparent Conducting Oxides: Status and Opportunities in Basic Research - 195th Meeting of the Electrochemical Society Seattle, Washington May 2-6, 1999 31 S SAPOVAL, C HERMANN - Physics of Semiconductors – Springer, 2003 32 NGUYEÃN KIM HỒNG PHÚC - Tổng hợp màng dẫn điện suốt ZnO:Al phương pháp phún xạ Magnetron DC từ bia gốm - Luận văn Thạc só Khoa học tự nhiên, 2003 Luận văn Cao Học HV: Nguyễn Ngọc Việt Trang 88 33 LÊ KHẮC BÌNH, TRẦN QUANG TRUNG - Chế tạo nghiên cứu số màng mỏng ITO màng đa lớp - Hội nghị tổng kết công tác NCCB KHTN khu vực phía nam 2005 34 LÊ VĂN HIẾU – Vật lý điện tử – NXB ĐHQG TP.HCM, 2005 35 NGUYỄN ĐÌNH TRIỆU - Các phương pháp phân tích vật lý hoá lý, tập 1NXB KHKT 2001 Luận văn Cao Học HV: Nguyễn Ngọc Việt LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: NGUYỄN NGỌC VIỆT Ngày, tháng, năm sinh: 23/05/1980 Nơi sinh: Khánh Hòa Địa liên lạc: 271/79 QUANG TRUNG, P.10, Q GÒ VẤP, TP HCM I - QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO (Bắt đầu từ Đại học đến nay) ♦ Từ 09/1998 đến 01/2003: học đại học (chính quy dài hạn) trường Đại học Bách Khoa – Đại Học Quốc Gia TP.HCM + Ngành học: Công Nghệ Hóa Vô Cơ + Xếp hạng tốt nghiệp: Giỏi ♦ Từ 09/2004 đến nay: học cao học ngành Công Nghệ Vật Liệu Vô Cơ trường Đại học Bách Khoa –Đại Học Quốc Gia TP.HCM II - QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC (Bắt đầu từ làm đến nay) ♦ Từ 02/2003 đến 08/2004: Kỹ sư Hóa Nhà máy Ximăng Hòn Chông - Kiên Giang, Công ty Liên Doanh Ximăng Holcim Việt Nam ♦ Từ 07/2005 đến nay: Nghiên cứu viên Phòng Thí Nghiệm Công Nghệ Nano - Đại Học Quốc Gia TP HCM ... TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU CÁC TÍNH CHẤT CỦA MÀNG DẪN ĐIỆN TRONG SUỐT ZnO:Al Đề tài thực với mục đích chế tạo nghiên cứu tính chất màng dẫn điện suốt ZnO:Al phương pháp sol-gel... 1.1.2 Các loại vật liệu chế tạo màng mỏng dẫn điện suốt Hầu hết nghiên cứu chế tạo màng mỏng dẫn điện suốt tập trung vào bán dẫn loại n có thành phần oxide kim loại [2] Các màng mỏng oxide dẫn điện. .. ĐỀ TÀI Chế tạo nghiên cứu tính chất màng dẫn điện suốt ZnO:Al II - NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG 1) Nhiệm vụ Chế tạo màng dẫn điện suốt làm vật liệu ZnO:Al đế thuỷ tinh phương pháp sol-gel; nghiên cứu cấu