Please use this identifier to cite or link to this item: http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/75361
Or use following links to share this resource in social networks: Recommend this item
Title Effect of the Deposition Times on the Properties of ZnO Thin Films Deposited by Ultrasonic Spray Pyrolysis for Optoelectronic Applications
Other Titles Вплив часу осадження на властивості тонких плівок ZnO, осаджених ультразвуковим спрей-піролізом, для оптоелектронних застосувань
Authors Daranfed, W.
Guermat, N.
Bouchama, I.
Mirouh, K.
Dilmi, S.
Saeed, M.A.
ORCID
Keywords нелегований ZnO
тонкі плівки
ультразвуковий розпилювальний піроліз
прозорі електропровідні матеріали
undoped ZnO
thin films
ultrasonic spray pyrolysis
transparent conducting materials
Type Article
Date of Issue 2019
URI http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/75361
Publisher Sumy State University
License
Citation Effect of the Deposition Times on the Properties of ZnO Thin Films Deposited by Ultrasonic Spray Pyrolysis for Optoelectronic Applications [Текст] = Вплив часу осадження на властивості тонких плівок ZnO, осаджених ультразвуковим спрей-піролізом, для оптоелектронних застосувань / W. Daranfed, N. Guermat, I. Bouchama [et al.] // Журнал нано- та електронної фізики. - 2019. - Т.11, № 6. - 06001. - DOI: 10.21272/jnep.11(6).06001.
Abstract Нелеговані тонкі плівки ZnO наносяться на скляні підкладки при 300 °C за допомогою ультразвукового спрей-піролізу. Ацетат цинку, оцтова кислота та метанол використовуються як прекурсори та розчинники. Підготовлені тонкі плівки мають товщину від 216 до 680 нм. Структурна трансформація спостерігається як функція часу осадження. Тонкі плівки, отримані за низького часу осадження, мають полікристалічну природу; вони кристалізуються у гексагональну структуру вюрциту і мають переважну орієнтацію вздовж осі с перпендикулярно підкладці, де максимальний розмір кристалітів становить 14,4 нм за найменшого часу осадження 5 хв. Однак ті плівки, які були отримані за час осадження вище 15 хв, демонструють аморфну природу, і ми спостерігаємо зникнення дифракційних піків. Для дослідження морфології плівок застосовувалася скануюча електронна мікроскопія. Зростання нанодротів у масштабі довжини у кілька мікрон добре видно для часу осадження 5 хв, а розширення – для часу 10 хв. Аморфна фаза тонких плівок ZnO була отримана при часі осадження 15 і 20 хв. Середній коефіцієнт пропускання усіх плівок перевищує 80 % у видимій області, а енергія забороненої зони для кристалічної фази збільшується з 3,17 до 3,45 еВ із збільшенням часу осадження. Низька питома провідність у діапазоні з 6,91 x 10 – 3 до 6,60 (Ω.см) – 1 була отримана при збільшенні часу осадження з 5 до 10 хв, а провідність більше 1,90 x 105 (Ω.см) – 1 – для часу осадження більше ніж 10 хв. Енергія Урбаха зменшується з 324 до 314 меВ із збільшенням часу осадження з 1 до 4 хв через деформацію та руйнування порядку у тонких плівках. Оптичні та електричні властивості осаджених тонких плівок виявили, що ці тонкі плівки мають потенційне застосування в оптоелектронних пристроях, особливо в сонячних батареях.
In the present work, undoped ZnO thin films have been deposited on glass substrates at 300 °C by ultrasonic spray pyrolysis technique. Zinc acetate, acetic acid and methanol have been used as precursors and solvents. The prepared thin films have a thickness ranging from 216 to 680 nm. Structural transformation has been observed as a function of deposition time. Thin films obtained at low deposition time are polycrystalline in nature, they crystallized under hexagonal wurtzite structure and presented a preferential orientation along the c-axis perpendicular to the substrate, where the maximum crystallite size was found to be 14.4 nm for a smallest deposition time of 5 min. However, those obtained at deposition time higher than 15 min exhibit amorphous nature and we observed a disappearance of diffraction peaks. Scanning electron microscopy has been applied for a morphology characterization of the films. A growth of nanowires in a length scale of few microns can be seen clearly for a deposition time of 5 min and enhanced at 10 min. An amorphous nature of ZnO thin films was obtained at deposition time of 15 and 20 min. The average transmittance of all films is over 80 % in the visible region and the band gap energy for crystalline phase increases from 3.17 to 3.45 eV with the increase of the deposition time. Low resistivities in the range of 6.91×10 – 3 and 6.60 (Ω.cm) – 1 were produced when the deposition time increases from 5 to 10 min, and more than 1.90 ×105 (Ω.cm) – 1 for deposition time greater than 10 min. The Urbach energy decreases from 324 to 314 meV with increasing deposition time from 1 to 4 min due to the strain and disorder in the thin films. The optical and electrical properties of deposited thin films revealed that these thin films have potential applications in optoelectronic devices especially in solar cells.
Appears in Collections: Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)

Views

Algeria Algeria
941317868
Belarus Belarus
1
China China
467737999
France France
33918599
Germany Germany
1
Greece Greece
1
India India
1911278395
Indonesia Indonesia
941317870
Iran Iran
33918601
Iraq Iraq
1
Ireland Ireland
539848
Japan Japan
70982698
Lithuania Lithuania
1
Malaysia Malaysia
1
Mexico Mexico
263726388
Morocco Morocco
1913669
Pakistan Pakistan
1
Romania Romania
1
Russia Russia
312
Singapore Singapore
124988101
South Korea South Korea
1
Sweden Sweden
1
Switzerland Switzerland
1
Turkey Turkey
912675209
Ukraine Ukraine
263726394
United Kingdom United Kingdom
80939
United States United States
152047745
Unknown Country Unknown Country
10
Vietnam Vietnam
147056

Downloads

Algeria Algeria
195856919
Bangladesh Bangladesh
1
Egypt Egypt
1
France France
1
India India
88926
Indonesia Indonesia
1
Iran Iran
1
Iraq Iraq
1
Japan Japan
1911278394
Lithuania Lithuania
1
Malaysia Malaysia
1
Mexico Mexico
1
Romania Romania
1
Russia Russia
1
Saudi Arabia Saudi Arabia
467737999
Ukraine Ukraine
263726395
United Kingdom United Kingdom
110456
United States United States
912675210
Unknown Country Unknown Country
4
Vietnam Vietnam
1

Files

File Size Format Downloads
Daranfed_jnep_6_2019.pdf 839.68 kB Adobe PDF -543492981

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.