Chƣơng 2
PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM ***
Nhƣ đã giới thiệu ở phần mở đầu, trong luận văn này chúng tôi sử dụng điện cực dẫn là màng ZnO:In chế tạo bằng phƣơng pháp phún xạ magnetron trên đế thủy tinh [2,6,14]. Sau đó dùng phƣơng pháp hóa siêu âm và thủy nhiệt để tạo màng nano ZnO trên lớp màng dẫn trong suốt ZnO: In này. Đây là hai phƣơng pháp cho phép chế tạo vật liệu khơng địi hỏi thiết bị q phức tạp và rất phù hợp với điều kiện thực nghiệm ở nƣớc ta.
2.1 Chế tạo màng dẫn trong suốt ZnO pha tạp Indium bằng phƣơng pháp phún xạ Magnetron phún xạ Magnetron
2.1.1 Phƣơng pháp phún xạ Magnetron
Cơ sở vật lý của các phƣơng pháp phún xạ dựa trên hiện tƣợng va chạm của các hạt có năng lƣợng cao (các ion khí trơ nhƣ Ar, Xe, He,...) với các nguyên tử vật liệu trên bia gốm, và làm bật các nguyên tử (hoặc từng đám vài nguyên tử) của bia và chuyển động về phía đế mẫu. Khi đến đế mẫu chúng lắng đọng lại trên bề mặt đế và tạo thành màng. Về bản chất vật lý, phún xạ là một q trình hồn tồn khác với sự bốc bay - q trình chuyển hóa xung lƣợng giữa các ion khí hiếm và các nguyên tử bên trong vật liệu làm bia. Khi các ion bắn phá bề mặt của bia, tƣơng tác giữa các ion khí với các nguyên tử của bia coi nhƣ q trình va chạm. Sự va chạm có thể xảy ra đến độ sâu 5 ÷ 10nm, nhƣng sự trao đổi xung lƣợng chỉ xảy ra trong khoảng cách 1nm từ bề mặt bia. Thông thƣờng, các nguyên tử bị phún xạ rời khỏi bia với động năng tƣơng đối lớn, khoảng 3 ÷ 10eV. Một phần năng lƣợng này sẽ bị tiêu hao do quá trình tán xạ với các nguyên tử khí trên đƣờng đi đến đế mẫu. Khi đến đế mẫu, năng lƣợng chỉ cịn khoảng 1 ÷ 2eV, cao hơn năng lƣợng của quá trình bốc bay khoảng hai bậc. Năng lƣợng này làm tăng nhiệt độ đế mẫu và giúp cho các nguyên tử lắng đọng sẽ bám vào đế mẫu chắc hơn (hình 2.1).