文献类型：期刊文章

作　　者：王延峰[1] 谢希成[1] 刘晓洁[1] 韩冰[1] 武晗晗[1] 连宁宁[1] 杨富[1] 宋庆功[2] 裴海林[3] 李俊杰[1]

Wang Yan-Feng;Xie Xi-Cheng;Liu Xiao-Jie;Han Bing;Wu Han-Han;Lian Ning-Ning;Yang Fu;Song Qing-Gong;Pei Hai-Lin;Li Jun-Jie(Institute of New Energy Science and Technology,College of Science,Hebei North University,Zhangjiakou 075000,China;College of Science,Civil Aviation University of China,Tianjin 300300,China;General Courses Department,Army Military Transportation University,Tianjin 300161,China)

机构地区：[1]河北北方学院理学院,新能源科学与技术研究所,张家口075000 [2]中国民航大学理学院,天津300300 [3]陆军军事交通学院基础部,天津300161

出　　处：《物理学报》

基　　金：河北省自然科学基金(批准号:A2019405059);河北省重点研发计划(批准号:19214301D);河北北方学院省属高校基本科研业务费(批准号:JYT2019001);河北北方学院一般项目(批准号:YB2018014);河北北方学院大学生创新创业训练项目(批准号:201910092010)资助的课题.

年　　份：2020

卷　　号：69

期　　号：19

起止页码：282-290

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2017、CAS、CSCD、CSCD2019_2020、EI、IC、JST、RCCSE、SCIE、SCOPUS、WOS、ZGKJHX、ZMATH、核心刊

摘　　要：本文采用磁控溅射技术,对F和Al共掺杂ZnO(FAZO)薄膜进行研究,系统地研究了溅射气压对薄膜结构、形貌、光电等特性的影响.实验研究结果表明:F,Al共掺入并未改变ZnO的生长方式,所制备的薄膜都呈(002)择优生长;随着溅射气压增加,FAZO薄膜的沉积速率降低,结晶质量恶化,表面形貌由“弹坑状”逐渐变为“弹坑状”与“颗粒状”并存的形貌特性,表面粗糙度增加.在0.5 Pa时制备的FAZO薄膜性能最优,迁移率40.03 cm2/(V·s),载流子浓度3.92×1020 cm–3,电阻率最低,为3.98×10–4 ΩW·cm,380-1200 nm平均透过率约90%.理论模拟结果表明:F和Al的共掺杂兼顾了F,Al单独掺杂的优点,克服了以往金属元素掺杂仅依靠金属元素轨道提供导电电子的不足,实现了既增加载流子浓度又减少了掺入原子各轨道间相互作用对载流子散射的影响.掺入的F 2p电子轨道对O 2p及Zn 4s电子轨道产生排斥,使它们分别下移,提供导电电子;同时掺入的Al的3s和3p电子轨道也为导电电子提供了贡献.F和Al共掺之后载流子浓度提升更加显著,导电性能增强.

关 键 词：F和Al共掺杂ZnO薄膜  磁控溅射 第一性原理计算 太阳电池

分 类 号：TB383.2[材料类]