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J-GLOBAL ID：202202291975557948   整理番号：22A0976620

原子層堆積により成長させたZrドープZnO薄膜の電気的および光学的性質の調整に関する分光偏光解析法研究【JST・京大機械翻訳】

Spectroscopic Ellipsometry Study on Tuning the Electrical and Optical Properties of Zr-Doped ZnO Thin Films Grown by Atomic Layer Deposition

著者 (10件)： Bohorquez Carolina (Centro de Investigacion Cientifica y de Educacion Superior de Ensenada (CICESE), Baja California, Mexico) ,  Bakkali Hicham (Departamento de Fisica de la Materia Condensada, Universidad de Cadiz, Spain) ,  Bakkali Hicham (Institute of Research on Electron Microscopy and Materials (IMEYMAT), Universidad de Cadiz, Spain) ,  Delgado Juan J. (Institute of Research on Electron Microscopy and Materials (IMEYMAT), Universidad de Cadiz, Spain) ,  Delgado Juan J. (Departamento Ciencias de los Materiales e Ingenieria Metalurgica y Quimica Inorganica, Universidad de Cadiz, Spain) ,  Blanco Eduardo (Departamento de Fisica de la Materia Condensada, Universidad de Cadiz, Spain) ,  Blanco Eduardo (Institute of Research on Electron Microscopy and Materials (IMEYMAT), Universidad de Cadiz, Spain) ,  Herrera Manuel (Centro de Nanociencias y Nanotecnologia, Universidad Nacional Autonoma de Mexico, Baja California, Mexico) ,  Dominguez Manuel (Departamento de Fisica de la Materia Condensada, Universidad de Cadiz, Spain) ,  Dominguez Manuel (Institute of Research on Electron Microscopy and Materials (IMEYMAT), Universidad de Cadiz, Spain)
資料名： ACS Applied Electronic Materials  (ACS Applied Electronic Materials)
巻： 4  号： 3  ページ： 925-935  発行年： 2022年 
JST資料番号： W5669A  ISSN： 2637-6113  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本研究では,自由キャリア濃度と移動度のようなパラメータを決定するために,ZrをドープしたZnOの原子層堆積(ALD)膜の偏光解析法解析を報告する。サファイア,SiO_2/Si-(100)およびSi(100)基板上に原子層堆積により,厚さ~100nmの酸化亜鉛(ZnO)およびZrドープZnO薄膜を調製した。可変角分光偏光解析法を用いて,0.5~3.5eVのスペクトル領域における光学的性質を調べた。光学定数は,Bruggeman有効媒質近似とDrudeとTauc-Lorentz振動子を組み合わせたモデルを用いて正確に得られ,光学モデルに粗さ層の包含を可能にした。Zrドーピング(約1.9~4.4原子%)の効果を,調製したままの試料および100~300°Cの温度範囲でアニールした試料の両方で調べた。全ての膜は良好な光透過性(可視領域で約70~90%)を示した。2.7原子%以下のドーピングレベルに対して,誘電率の実部は,誘電率が正から負になるので,近赤外(NIR)領域で半導体から金属への転移を明らかにした。また,プラズマエネルギーはZr濃度の増加と共に増加し,抵抗率とキャリア濃度は,同じ臨界Zr濃度(2.7原子%)で,それぞれ,約1.5×10-3Ωcmと最大2.4×1020cm-3の最小値で,わずかに放物線挙動を示す。対照的に,キャリア移動度は,Zr含有量の増加とともに,76.0から19.2cm2/(V s)に急速に減少し,一方,焼鈍温度が上がると,ZnO結晶の偏析のため,伝導率とキャリア移動度は悪化した。最後に,光学バンドギャップは,非常に安定であり,バンドギャップエネルギーが自由キャリア濃度に対してプロットされ,Burstein-Moss効果に従って,単一マスター曲線に崩壊するので,基板組成とアニーリング温度の興味深い独立性を明らかにした。全体として,ここで研究したZrドープZnO膜は,熱的に安定な透明導電性酸化物(TCO)を開発するための非常に望ましいシステムであろう。Copyright 2022 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： プラズマ ,  電気抵抗率 ,  誘電率 ,  エネルギー ,  *ジルコニウム ,  *酸化亜鉛 ,  *ドーピング ,  スペクトル ,  近赤外線 ,  *偏光解析法 ,  キャリア密度 ,  光学定数 ,  サファイア ,  有効媒質近似 ,  光学ギャップ

著者キーワード (6件)： ZrドープZnO ,  ALD ,  分光偏光解析法 ,  光学特性 ,  自由キャリア密度 ,  Drude-TLモデル

分類 (2件)： 酸化物薄膜  (BK14050P) ,  光物性一般  (BM08010A)

タイトルに関連する用語 (8件)： 原子層堆積 ,  成長 ,  Zr ,  ドープ ,  ZnO薄膜 ,  光学的性質 ,  分光偏光解析法 ,  研究