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带隙可调的Al,Mg掺杂ZnO薄膜的制备

         
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利用射频磁控溅射(RF-MS)方法,固定Al2O3掺杂量2 wt%,Mg掺杂量分别为1 wt%,3 wt%和5 wt%,在玻璃基底上制备了Al掺杂和Al,Mg共掺杂的ZnO薄膜,在500℃空气中退火2 h后,测量并比较了它们的光学和电学性质.结果表明,Al,Mg共掺杂的ZnO薄膜结晶质量良好,具有ZnO纤锌矿结构,具有较强的(002)面衍射峰,表明薄膜晶体沿c轴优先生长;与Al掺杂ZnO薄膜相比蓝端光透射率增加,1 wt%和3 wt%Mg掺杂薄膜在可见光区域的平均透射率大于85%;随着Mg掺杂量的增加,薄膜禁带宽度增大并在3.44-3.51 ev范围内可调;Mg掺杂量为1wt%,3 wt%和5 wt%时,电阻率分别为1.2×10-3,3.7×10-3和8.5×10-3Ω·cm;实验中观察到的Al,Mg共掺杂的ZnO薄膜的Stokes位移分别为20,14和50 meV;另外发现当:Mg掺杂量达到5 wt%时,Al,Mg共掺杂的ZnO薄膜晶体逐步产生畸变,透光率下降,电阻增大.

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