B掺杂ZnO透明导电薄膜的实验及理论研究

作     者：王延峰 张晓丹 黄茜 杨富 孟旭东 宋庆功 赵颖 Wang Yan-Feng;Zhang Xiao-Dan;Huang Qian;Yang Fu;Meng Xu-Dong;Song Qing-Gong;Zhao Ying

作者机构：河北北方学院理学院张家口075000 南开大学光电子薄膜器件与技术研究所南开大学光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室光电信息技术科学教育部重点实验室天津300071 中国民航大学理学院天津300300 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2013年第62卷第24期

页      面：312-317页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(批准号:2011CBA00706,2011CBA00707) 国家高技术研究发展计划(批准号:2013AA050302) 天津市科技支撑项目(批准号:12ZCZDGX03600) 天津市重大科技支撑计划(批准号:11TXSYGX22100) 高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20120031110039)资助的课题 

主　　题：BZO薄膜 第一性原理计算 磁控溅射 太阳电池 

摘      要：采用脉冲直流磁控溅射技术与基于密度泛函理论的平面波赝势方法对B掺杂ZnO(BZO)薄膜进行了研究.以B2O3:ZnO陶瓷靶为溅射靶材,制备了低电阻率、可见和近红外光区高透过率的BZO薄膜.系统地研究了衬底温度对BZO薄膜的结构、光电特性的影响.结果表明:适当的增加衬底温度可以促进BZO薄膜结晶质量改善,晶粒尺寸增加,迁移率增大,电阻率降低.在200 C时制备了电阻率为7.03×10 4·cm,400—1100 nm平均透过率为89%的BZO薄膜.理论模拟结果表明:在BZO薄膜中,以替位方式掺入的B(BZn)的形成能最低,B主要以替位形式掺入ZnO,其次分别为八面体间隙(BIO)和四面体间隙(BIT)的掺杂方式.B掺入后,费米能级穿过导带,材料表现出n型半导体特性,光学带隙展宽,导电电子主要来源于B 2p,O 2p及Zn 4s电子轨道.