Sn掺杂ZnO膜的共溅射制备及性能研究

　　ZnO 为直接带隙的半导体，室温下禁带宽度约为3.4eV,在可见光区透明，在光电子器件中有重要应用。掺杂可以调节ZnO 的光、电及磁等性能。ZnO 已被掺入Sn 等杂质元素，但大多集中在包括纳米线及纳米棒等纳米结构上。溅射是一种重要的制备及掺杂薄膜的方法，目前没有见到共溅射制备Sn 掺杂的ZnO 膜(ZnO:Sn)的报道;另外,ZnO:Sn 的热电性能也没有见到报道。

　　我们采用共溅射的方法，以金属Zn(99.999%)和Sn(99.999%)做靶，通入氧和氩，在硅片和玻璃上沉积ZnO:Sn，同时为对比，在关闭Sn 靶并保持其它溅射工艺参数完全不变的条件下，制备了ZnO 膜。采用X 射线衍射、扫描电镜、四探针、紫外可见分光谱仪及赛贝克效应等对所制备的样品进行了测试。所得结果表明，掺杂和不掺杂的ZnO 膜都是六方结构，以(002)为择优取向，Sn 掺杂导致(002)峰向小角度移动，这种移动很可能是由于膜内存在应力所致;相同制备条件下，ZnO:Sn 的电导率远大于没有掺杂的ZnO;从样品的透射和反射谱，得到了其吸收曲线并拟合了光学带隙，发现相同制备条件下，ZnO:Sn 的光学带隙小于没有掺杂的ZnO 的光学带隙。我们还对ZnO:Sn 及ZnO 的热电性能进行了测试及讨论。