Study of some electrical and optical properties for ZnO thin films prepared by dc magnetron sputtering

Author

Abd al-Zahrah, Sawsan

Source

Journal of Babylon University : Journal of Applied and Pure Sciences

Issue

Vol. 21, Issue 6 (30 Jun. 2013), pp.2178-2186, 9 p.

Publisher

University of Babylon

Publication Date

2013-06-30

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

9

Main Subjects

Physics

Topics

Abstract AR

تم تحضير أغشية ZnO الرقيقة بطريقة الترذيذ المغناطيسي مع تغير المجال المغناطيسي، بواسطة نظام الترذيذ المغناطيسي (Edward 306pumping system) تم ترسيب الأغشية المحضرة على قواعد زجاجية ساخنة، و باستخدام طريقة حيود الأشعة السينية تمت دراسة تركيب الأغشية، من تحليل الأشعة السينية تبين إن الأغشية المحضرة ذات تركيب سداسي.

و إن زيادة المجال المغناطيسي يؤدي إلى زيادة حجم الحبيبات و معدل الترسيب و الذي يؤدي إلى زيادة في سمك الأغشية، و تضمنت الدراسة تأثير المجال المغناطيسي على الخواص الكهربائية و البصرية للأغشية المحضرة.

من دراسة الخواص الكهربائية اتضح إن المقاومية الكهربائية تقل بزيادة المجال المغناطيسي و إن أقل قيمة للمقاومية الكهربائية كانت 17 × 10-3 Ω.cm عند سمك 450nm.

و مجال مغناطيسي قدره 470 Gauss و بزيادة المجال المغناطيسي أكثر تزداد المقاومية و ذلك بسبب التشويه في الترتيب البلوري الذي قد يحدث.

و لوحظ كذلك زيادة في قيم تركيز حاملات الشحنة الكهربائية (n) و التحركية (u) مع زيادة المجال المغناطيسي و تحسن في التركيب البلوري و انتظام توزيع الحبييات البلورية.

إن معامل الامتصاص البصري يقل بزيادة المجال المغناطيسي و هناك زيادة كبيرة في (α) عند السمك 450nm و قد يعود هذا نمو النموذج الطوري oriented sample (growth).

أما اعتماد النفاذية للضوء المرئي على المجال المغناطيسي فأن سببه يعود إلى تغير في سمك و تشكيله الأغشية مع تغير المجال المغناطيسي.

إن أفضل قيمة للمجال المغناطيسي هي 370Gauss عندها يمكن الحصول على أغشية ذات مقاومية قليلة و نفاذية عالية لاستخدامها كأقطاب شفافة في الخلايا الشمسية.

Abstract EN

Zinc Oxide thin films have been prepared by d.c magnetron sputtering at different magnetic field.

The deposition of the films prepared was carried out in dc magnetron sputtering system (Edward 306 pumping system) on heated glass substrate.

The structure of the films has been studied by X-ray diffraction method.

X-ray analysis has shown that the prepared films have a hexagonal structure, and also the increasing of magnetic field leads to increase the grain size and rate of deposition, which increase film thickness.

This study included the effect of magnetic field on electrical and optical properties for the prepared films.

From the study of the electrical properties, it was shown that the resistivity decreases by increasing the value of magnetic field, and the minimum value to the electrical resistivity was 17 × 10-3Ω.cm at 450nm thickness and at 470 Gauss magnetic field magnitude .By more increasing of magnetic field, the resistivity increases because of the distortion in the crystalline arrangement may be happens.

It was shown also increasing in values of carrier concentration (n) and mobility (μ) with increasing the magnetic field, also we show improvement in crystalline structure and homogenous distribution of grains.

The optical absorption coefficient decreased with increased magnetic field but there is a sharp increase in (α) at film thickness 450nm, this may be due to the oriented sample growth.

The dependence of the transmittance on the magnetic field attributed to the change in thickness and morphology of the films.

The most suitable magnetic field needs for the films to be used as transport electrodes in the solar cells is 370Gauss, which have low resistivity and high transparency.

American Psychological Association (APA)

Abd al-Zahrah, Sawsan. 2013. Study of some electrical and optical properties for ZnO thin films prepared by dc magnetron sputtering. Journal of Babylon University : Journal of Applied and Pure Sciences،Vol. 21, no. 6, pp.2178-2186.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-346099

Modern Language Association (MLA)

Abd al-Zahrah, Sawsan. Study of some electrical and optical properties for ZnO thin films prepared by dc magnetron sputtering. Journal of Babylon University : Journal of Applied and Pure Sciences Vol. 21, no. 6 (2013), pp.2178-2186.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-346099

American Medical Association (AMA)

Abd al-Zahrah, Sawsan. Study of some electrical and optical properties for ZnO thin films prepared by dc magnetron sputtering. Journal of Babylon University : Journal of Applied and Pure Sciences. 2013. Vol. 21, no. 6, pp.2178-2186.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-346099

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 2186

Record ID

BIM-346099