của màng giảm dần, nhưng tiếp tục tăng nhiệt độđế lên đến 3000C thì điện trở suất của màng tăng trở lại. Theo giải thích của các nhà khoa học nước ngoài thì nhiệt độ đế được xem như là một chất xúc tác giúp In tham gia vào màng ZnO dễ dàng hơn dẫn tới làm tăng nồng độ hạt tải và giảm điện trở suất của màng. Ngoài ra, nhiệt độ đế cũng làm cho màng được cải thiện cấu trúc tinh thể cũng như hợp thức giữa màng với đế, và hợp thức giữa In trong màng tốt hơn. Tuy nhiên khi nhiệt độ đế tăng hơn 2400C thì
điện trở suất của màng lại tăng do hai nguyên nhân sau: Thứ nhất, nhiệt độđế tăng làm tăng sự hợp thức In trong màng quá giá trị ngưỡng dẫn đến độ linh động của các hạt tải giảm và làm điện trở suất màng tăng. Thứ hai, nhiệt độ đế tăng quá cao sẽ làm cho cấu trúc màng có nhiều sai hỏng hơn (có thể do ứng suất giữa màng và đế tăng) tạo ra nhiều chỗ khuyết oxi, chính những chỗ khuyết oxi này bắt bớt đi những điện tử làm cho nồng độ hạt tải giảm và điện trở suất của màng tăng.[11,12].
Từ hình 3.9 ta thấy khi nhiệt độđế càng tăng thì cấu trúc màng càng được cải thiện (cường độ của đỉnh (002) tăng đáng kể). Đặc biệt, ở nhiệt độđế 3000C, màng bắt
đầu xuất hiện thêm mặt mạng (100). Tuy nhiên, như đã trình bày ở phần trên, màng
(002) C ườ ng độ (a .u)
Hình 3.9 Phổ nhiễu xạ tia X của các màng IZO theo nhiệt độđế khác
nhau.Các mẫu Q100, Q180, Q240, Q300 tương ứng với nhiệt độđế lần lượt là 1000C, 1800C, 2400C, 3000C.
Hình 3.10 Phổ truyền qua của các màng IZO phụ thuộc vào nhiệt độđế khác nhau.
1000C
1800C
2400C
3000C
IZO dẫn điện tốt nhất khi được chế tạo ở nhiệt độ đế 2400C. Kết quả này càng được thể hiện rõ qua bảng số liệu 3.4.
Bảng 3.4 Kích thước hạt, độ biến dạng và ứng suất của các màng IZO theo nhiệt độđế
khác nhau. TS(0C) 2θ (độ) Độ bán rộng B (độ) Trục c (nm) Kích thước hạt D (nm) Độ biến dạng εzz (%) Ứng suất màng σf (Gpa) 100 34.302 0.641 0.52244 14 0.28 - 2.23 180 34.300 0.525 0.52246 16 0.28 - 2.23 240 34.302 0.431 0.52244 20 0.28 - 2.23 300 34.299 0.361 0.52290 22 0.37 - 2.95 Từ bảng 3.4 ta thấy các màng IZO đều có ứng suất nén, ở nhiệt độđế 3000C thì màng có độ biến dạng lớn nhất (0.37%) và do đó làm màng tăng điện trở suất. Đối với màng được chế tạo ở nhiệt độđế 2400C thì có kích thước hạt tương đối tốt (20 nm), độ
biến dạng mạng tương đối nhỏ (~ 0.28%), và ứng suất màng vừa phải nên màng dẫn
điện khá tốt.
Sau đây, chúng tôi dùng phổ truyền qua để xác định tính chất quang của các
Từ hình 3.10 cho ta thấy phổ truyền qua của các màng IZO thay đổi nhẹ theo nhiệt độ đế. Khi nhiệt độ đế tăng thì độ truyền qua trong vùng khả kiến kể cả vùng hồng ngoại gần khuynh hướng tăng. Điều này do khi nhiệt độđế tăng đã cải thiện hợp thức oxi trong màng và làm giảm nồng độ hạt tải của màng như đã giải thích ở phần tính chất điện bên trên.[23,33].
Tiếp theo, chúng tôi tiến hành chụp ảnh AFM của các màng theo nhiệt độ đế
khác nhau để xác định độ mấp mô bề mặt của màng. Các kết quảđược cho ở hình 3.11
Hình 3.11Ảnh AFM của các màng IZO theo nhiệt độđế khác nhau.