B掺杂ZnO透明导电薄膜的实验及理论研究

• 作者: 孟旭东 宋庆功 张晓丹 杨富 王延峰 赵颖 黄茜
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: BZO薄膜 第一性原理计算 磁控溅射 太阳电池
• 年，卷（期）: 2013,（24）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
• 页码范围: 247802-1-247802-6
• 页数: 1页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.62.247802

摘要

采用脉冲直流磁控溅射技术与基于密度泛函理论的平面波赝势方法对B掺杂ZnO (BZO)薄膜进行了研究.以B2O3：ZnO陶瓷靶为溅射靶材,制备了低电阻率、可见和近红外光区高透过率的BZO薄膜.系统地研究了衬底温度对BZO薄膜的结构、光电特性的影响.结果表明：适当的增加衬底温度可以促进BZO薄膜结晶质量改善,晶粒尺寸增加,迁移率增大,电阻率降低.在200?C时制备了电阻率为7.03×10-4?·cm,400-1100 nm平均透过率为89%的BZO薄膜.理论模拟结果表明：在BZO薄膜中,以替位方式掺入的B (BZn)的形成能最低, B主要以替位形式掺入ZnO,其次分别为八面体间隙(BIO )和四面体间隙(BIT )的掺杂方式. B掺入后,费米能级穿过导带,材料表现出n型半导体特性,光学带隙展宽,导电电子主要来源于B 2p, O 2p及Zn 4s电子轨道.