CHƢƠNG I : TỔNG QUAN
3.6. Chế tạo màng mỏng ZnO bằng phƣơng pháp CVD
3.6.2.3. Nghiên cứu tính chất quang của màng
Để khảo sát tính chất quang của màng chúng tôi ghi phổ truyền qua trong khoảng UV – Vis của màng được chế tạo ở các nhiệt độ 350 - 550oC. Kết quả được cho trong hình 3.11.
Hình 3.11: Phổ truyền qua của màng ở các nhiệt độ 350 - 550o C
Quan sát phổ truyền qua thấy các màng có độ truyền qua khá cao trong vùng khả kiến: 65 – 99%. Nhờ khả năng truyền qua cao nên màng ZnO thường được sử dụng nhiều trong màng dẫn điện trong suốt, gương nóng truyền qua có tác dụng tăng hiệu quả và tăng lượng nhiệt hấp thụ
Chúng tôi tiến hành nghiên cứu chất lượng của màng dựa vào phổ huỳnh quang của màng. Phổ huỳnh quang của các màng được trình bày trên hình 3.12.
Hình 3.12: Phổ PL của màng ở các nhiệt độ 350 - 550o
C
Phổ huỳnh quang của màng ở 350 o
C – 400 oC – 450oC bao gồm 2 dải phát xạ: một dải hẹp ở vùng bước sóng ngắn và một dải rộng hơn ở vùng bước sóng dài. Dải hẹp được quy cho phát xạ nội tại còn dải rộng được quy cho phát xạ ở bề mặt. Kết quả này cho thấy chất lượng bề mặt của màng không tốt, tinh thể phát triển chưa hồn thiện, có khuyết tật [33].
Phổ huỳnh quang của màng ở 500 – 550oC chỉ có 1đỉnh phát xạ duy nhất ở bước sóng ~378nm. Phổ huỳnh quang chỉ có 1 pic duy nhất chứng tỏ các màng có chất lượng tốt, cấu trúc đồng nhất và có ít khuyết tật về mặt cấu trúc.
Từ giá trị các đỉnh phát xạ chúng tơi tính năng lượng theo cơng thức [25]:
hc Eg
Giá trị năng lượng vùng cấm của màng 500o
C là 3.32eV, ở 550o
C là 2.28eV. Kết quả này khá phù hợp với những nghiên cứu trước đó về năng lượng vùng cấm của ZnO đơn tinh thể [13]..
3.6.2.4. Đo bề dày và hình thái học của màng
Chúng tôi tiến hành đo độ dày các mẫu màng ở 400o
C, 450oC, 500oC và 550oC bằng hệ Anpha Step. Kết quả đo độ dày màng được đưa ra ở phần phụ lục và kết quả được tổng hợp trong bảng 3.7.
Bảng 3.7: Bề dày màng ZnO ở các nhiệt độ khảo sát.
STT Nhiệt độ Bề dày (nm)
1 400oC 59
2 450oC 90
3 500oC 153
4 550oC 792
Quan sát bảng trên chúng tôi nhận thầy, bề dày của màng tăng dần khi tăng nhiệt độ. Chúng tôi giả thiết là khi nhiệt độ tăng, tiền chất phân hủy mạnh hơn, tạo ra nhiều oxit bám trên đế, làm tăng bề dày màng. Riêng màng ở 550oC có độ dày tăng một cách đột biến, kết quả này cho phép chúng tôi giả thiết: trong khoảng nhiệt độ khảo sát, ở 550o
C, tốc độ tạo màng là nhanh nhất.
Độ dày của màng nhỏ hơn 1μm chứng tỏ đã hoàn thành mục tiêu chế tạo màng mỏng.
Kết luận: Từ tiền chất Zn(Piv)2 có thể chế tạo được màng có chất lượng tốt nhất ở 500 - 550 oC với bề mặt đồng đều, độ truyền qua tốt.