view in publisher's site

Intrinsic and extrinsic doping contributions in SnO2 and SnO2:Sb thin films prepared by reactive sputtering

Highlights•SnO2 and SnO2:Sb are prepared by reactive sputtering on unheated substrates.•Conductivity in amorphous SnO2 is dominated by oxygen vacancies.•Optimal SbSn incorporation is achieved by crystallization above 400 °C.•Coexistence with intermediate oxides allows the formation of cation interstitials.•Sb-doping and intermediate oxides reduce the average visible transmittance.AbstractSnO2 thin films are considered cheap transparent electrodes, interesting for scalable electronic applications, with intrinsic n-type conductivity related to donor defects like tin interstitials and oxygen vacancies. Besides, SnO2 allows n-type extrinsic doping by pentavalent cations such as Ta or Sb. In the present work, SnO2 and SnO2:Sb films were deposited on unheated soda lime glass substrates by reactive DC sputtering from Sn and Sn:Sb(5%) targets. Their structural, optical and electrical properties have been analyzed comparatively for the layers prepared at different oxygen partial pressures in the sputtering atmosphere, as-grown and after heating in air at several temperatures. Sb doping is proven effective to improve the electrical conductivity of sputtered tin dioxide samples. The contribution of oxygen vacancies is found dependent on the reactive deposition environment, in both pure and Sb-doped films, but subsequent heating can change the proportion and nature of the donor defects. For operation at temperatures above 400 °C, SnO2:Sb shows the best electrical performance and good thermal behavior is also achieved with pure SnO2 layers by adjusting the oxygen content in the sputtering atmosphere.Graphical abstractDownload : Download high-res image (144KB)Download : Download full-size image

مشارکت‌های دوپینگ درونی و بیرونی در لایه‌های نازک SnO۲ و SnO۲: Sb آماده‌شده به وسیله کندوپاش واکنشی

هایلایت ها * SnO۲ و SnO۲: Sb به وسیله کندوپاش واکنشی بر روی زیرلایه‌های حرارت ندیده آماده می‌شوند. هدایت در اکسید قلع آمورف تحت سلطه جاه‌ای خالی اکسیژن است. ترکیب بهینه SbSn با تبلور بالاتر از ° C ۴۰۰ به دست می‌آید. هم‌زیستی با اکسیده‌ای میانی، تشکیل میان بافته‌های کاتیونی را ممکن می‌سازد. لایه‌های نازک اکسیژن به عنوان الکترودهای شفاف ارزان در نظر گرفته می‌شوند، که برای کاربردهای مقیاس پذیر الکترونیکی جالب هستند، با رسانایی ذاتی نوع n مربوط به نقص‌های دهنده مانند میان لایه‌های قلع و فضاهای خالی اکسیژن. علاوه بر این، SnO۲ اجازه آلایش خارجی نوع n توسط کاتیون‌های پنج ظرفیتی مانند Ta یا Sb را می‌دهد. در کار حاضر، لایه‌های SnO۲ و SnO۲: Sb بر روی زیرلایه های شیشه لیمو شیرین حرارت ندیده با کندوپاش DC واکنشی از اهداف Sn و Sn: Sb (۵ %)لایه‌نشانی شده‌اند. خواص ساختاری، نوری و الکتریکی آن‌ها به طور مقایسه‌ای برای لایه‌های آماده‌شده در فشارهای جزئی اکسیژن مختلف در اتمسفر کندوپاش، رشد داده‌شده و پس از حرارت دادن در هوا در دماهای مختلف، تحلیل شده‌اند. ثابت شده‌است که دوپینگ Sb در بهبود رسانایی الکتریکی نمونه‌های دی‌اکسید قلع کندوپاش شده موثر است. سهم جاه‌ای خالی اکسیژن در هر دو فیلم خالص و آلاییده با Sb، وابسته به محیط رسوب واکنشی است، اما گرمای متعاقب می‌تواند نسبت و ماهیت نقص‌های دهنده را تغییر دهد. برای عملیات در دماهای بالاتر از ۴۰۰ درجه سانتیگراد، SnO۲: Sb بهترین عملکرد الکتریکی را نشان می‌دهد و رفتار حرارتی خوب نیز با لایه‌های SnO۲ خالص با تنظیم محتوای اکسیژن در اتمسفر کندوپاش حاصل می‌شود.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Mechanical Engineering
  • ترجمه مقاله Mechanical Engineering
  • مقاله مهندسی مکانیک
  • ترجمه مقاله مهندسی مکانیک
  • مقاله Mechanics of Materials
  • ترجمه مقاله Mechanics of Materials
  • مقاله مکانیک مواد
  • ترجمه مقاله مکانیک مواد
  • مقاله Materials Chemistry
  • ترجمه مقاله Materials Chemistry
  • مقاله شیمی مواد
  • ترجمه مقاله شیمی مواد
  • مقاله Metals and Alloys
  • ترجمه مقاله Metals and Alloys
  • مقاله فلزات و آلیاژ
  • ترجمه مقاله فلزات و آلیاژ
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.