Enhancement in Visible Emission by the Doping of Ce in ZnO Thin Films

Abstract

Прозорі нанокристалічні тонкі плівки ZnO, леговані Ce, з розміром кристалітів менше 46 нм отримують методом золь-гелевого спін-покриття. Ширина забороненої зони монотонно збільшується з 3,24 до 3,30 еВ із збільшенням легування церієм до 2 ат. %, що призводить до збільшення ширини забороненої зони на 60 меВ. Ультрафіолетове випромінювання зникає в легованих зразках, і отримується синє випромінювання з постійно зростаючою інтенсивністю. FESEM показує, що поверхня складається з мікрокластерів, розсіяних по всій поверхні, які утворюють мережу кластерів і порожнеч, а EDX підтверджує наявність церію в легованих зразках.

Transparent Ce doped ZnO nanocrystalline thin films with crystallite size less than 46 nm are prepared by sol-gel spin coating method. Band gap increases monotonically from 3.24 to 3.30 eV with increasing doping of cerium up to 2 at. % which leads to band gap widening of 60 meV. UV emission disappears in doped samples and blue emission with continuously increasing intensity is obtained. FESEM shows that the surface consists of microclusters scattered throughout the surface making a network of clusters and voids, and EDX confirms the presence of cerium in the doped samples.