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Artigo Científico | Filmes Finos para fins Eletroeletrônicos | Português | 01/07/2006

Produção e caracterização de filmes finos de óxido de zinco intrínsecos e dopados com alumínio e boro

Autores: Claudio André Chagas Martins Dias, Herval Ramos Paes Júnior

Palavras-chave: electrical and optical properties, óxido condutor transparente, Óxido de zinco, propriedades elétricas e óticas, spray pirólise, spray-pyrolysis, transparent conductive oxide, zinc oxide

Resumo: Filmes finos de óxido de zinco intrínsecos (ZnO) e dopados com Alumínio (ZnO:Al) e Boro (ZnO:B) foram depositados por spray-pirólise sobre substratos de vidro. Foi estudada a influência de parâmetros como a concentração de dopante, temperatura de substrato (TS) e processamento térmico sob vácuo sobre as propriedades estruturais, óticas e elétricas dos filmes visando sua aplicação como óxido condutor transparente. Foram obtidos valores de resistividade elétrica de 1, 21 x 10-2 e 6,97x 10-3 W.cm para filmes de ZnO:Al (1% at. - Ts= 550ºC) e ZnO:B (0,5% at. - Ts= 500ºC) tratados termicamente, respectivamente, e uma transmitância ótica de 48%. O cálculo das figuras de mérito correspondentes indicou uma ligeira superioridade do filme ZnO:B. De modo geral, o tratamento térmico provocou uma redução de 3 a 4 ordens de grandeza no valor da resistência de folha dos filmes. A energia de GAP ótico situou-se entre 3,00 e 3,30 eV.

Abstract: Intrinsic (ZnO), Al-doped (ZnO:Al) and B-doped (ZnO:B) thin films were deposited by spray-pyrolysis on glass substrates. The influence of parameters such as doping concentration, substrate temperature (Ts) and thermal processing under vacuum on the structural, optical and electrical properties of the films, was studied with the purpose to consider their application as transparent conductive oxides. Electrical resistivity values of 1.21 x 10-2 and 6.97 x 10-3 W.cm were obtained for ZnO:Al (1 at.% - Ts = 550°C) and ZnO:B (0,5 at.%. - Ts = 500°C) heat treated films, respectively, and an optical transmittance of 48%. The value of the figure of merit of these films indicated a light superiority of the ZnO:B film. In general, the heat treatment decreases the sheet resistance of the films from 3 to 4 orders of magnitude. The energy of optical GAP varied from 3,00 to 3,30 eV.

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