Aktualności
Fizyka przed Wyzwaniami Cywlizacyjnymi

17 stycznia 2019,
Instytut Fizyki PAN
CTT IFPAN
Centrum Transferu Technologii
Instytutu Fizyki PAN
Materiały - Polikrystaliczne warstwy tlenku cynku

Opis

Cienkie warstwy tlenku cynku (ZnO) są wykonywane metodą osadzania warstw atomowych (ALD) na dowolnym podłożu (np.: Si, GaN, SiC, Al2O3, SiO2 itp). Materiał powstaje w procesie chemicznym w trakcie reakcji podwójnej wymiany z dwóch reagentów (prekursorów) takich jak woda dejonizowana lub roztwór wody amoniakalnej (prekursor tlenowy) oraz dietylocynk - DEZ (prekursor cynkowy). Zastosowanie roztworu wody amoniakalnej (NH3۰H2O) zamiast wody dejonizowanej jako prekursora tlenowego w procesie wzrostu powoduje zwiększenie oporności elektrycznej warstw tlenku cynku. Związek ten może być otrzymywany w zakresie temperatur od 25°C do 300°C. Maksymalna wielkość podłoża wynosi 20 cm średnicy.

 

Parametry

  • Grubość: 10 - 3000 nm
  • Tempo wzrostu: 0.4 nm/min
  • Ruchliwość: 2 - 30 cm2/Vs
  • Koncentracja nośników: <1020 cm-3
  • Oporność: 0.001 - 109Ωcm
  • Typ nośników: n
  • Przerwa energetyczna: 3.4 eV
  • Współczynnik załamania: 1.9 (635 nm)
  • Chropowatość powierzchni: 1 nm < RMS < 30 nm
  • Struktura krystaliczna: wurcyt, układ heksagonalny
  • Średnia transmisja w zakresie widzialnym: >80%
  • Jednorodność pokrycia

 

Zastosowania

Tlenek cynku jest szeroko badanym materiałym półprzewodnikowym. Ze względu na swoje szczególne właściwości fizyko-chemiczne może być stosowany w urządzeniach elektronicznych, optoelektronicznych, a także fotowoltaicznych (wyświetlacze, diody elektroluminescencyjne,  ogniwa słoneczne). Duża przerwa energetyczna sprawia, że ZnO jest materiałem przezroczystym w zakresie widzialnym, dlatego z powodzeniem może być wykorzystywany w obszarze tzw.: "przezroczystej elektroniki". Jednocześnie ZnO charakteryzuje się bardzo wysoką czułością oraz trwałością termiczną, co sprawia, iż może znaleźć zastosowanie w matrycach czujników.

Jednorodna warstwa tlenku cynku na krzemowym podłożu o średnicy 11 cm.

Zdjęcie przekroju poprzecznego SEM oraz skan AFM powierzchni warstwy ZnO o grubości 100 nm osadzonej w temperaturze 150°C na krzemowym podłożu.

Widmo dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) warstwy ZnO o grubości 1 µm wykonanej w temperaturze 200°C na szklanym podłożu.


Osoby do kontaktu: prof. Marek Godlewski, e-mail: godlew@ifpan.edu.pl, tel: (+48) 22 116 32 57
Instytut Fizyki Polskiej Akademii Nauk, Aleja Lotników 32/46, 02-668 Warszawa
tel.: (+48) 22 843 70 01 | fax: (+48) 22 843 09 26 | www.ifpan.edu.pl
NIP: 525-000-92-75, Regon: 000326061