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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 3/2018

27.10.2017

Influence of texture on the electrical properties of Al-doped ZnO films prepared by ultrasonic spray pyrolysis

verfasst von: J. A. Barón-Miranda, O. Calzadilla, S. San-Juan-Hernández, I. Diez-Pérez, J. Díaz, F. Sanz, F. F. Chále-Lara, F. J. Espinosa-Faller, F. Caballero-Briones

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 3/2018

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Abstract

ZnO: Al thin films were deposited by spray pyrolysis onto glass substrates with 0, 0.5, 1.0, 2.0, 5.0 and 10.0% [Al3+/Zn2+] ratios in the deposition solution. Films were characterized by scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffraction, UV–vis transmittance, conductive atomic force microscopy and the sheet resistance was measured. Aluminum contents in the films increases with the Al3+/Zn2+ ratio in the bath while the film deposition rate decreases due to the lower Al3+ surface mobility. Films were crystalline and display a varied morphology that evolves from flakes to mixtures between flakes and pencils and finally between triangles and hexagonal columns with increasing Al contents. Al3+ inclusion at the different sites within the ZnO lattice is proposed to direct the crystal habit and therefore the observed morphology and film texture. The optical band gap evolution and carrier density are related by the Burstein-Moss effect. The results show that film texture influences carrier mobility: increased presence of (112) planes originate a mobility increase while a predominant (110) or (100) texture reduces it. By Current sensing Atomic Force Microscopy (CAFM) the local surface current distribution was related with the observed film texture.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat M. Fallah, M.R. Zamani-Meymian, R. Rahimi, M. Rabbani, Appl. Surf. Sci. 316, 456 (2014)CrossRef M. Fallah, M.R. Zamani-Meymian, R. Rahimi, M. Rabbani, Appl. Surf. Sci. 316, 456 (2014)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat H. Scherg-Kurmes, S. Seeger, S. Körner, B. Rech, R. Schlatmann, B. Szyszka, Thin Solid Films 599, 78 (2016)CrossRef H. Scherg-Kurmes, S. Seeger, S. Körner, B. Rech, R. Schlatmann, B. Szyszka, Thin Solid Films 599, 78 (2016)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat D.J. Rogers, V.E. Sandana, S. Gautier, T. Moudakir, M. Abid, A. Ougazzaden, F.H. Teherani, P. Bove, M. Molinari, M. Troyon, M. Peres, M.J. Soares, A.J. Neves, T. Monteiro, D. McGrouther, J.N. Chapman, H.J. Drouhin, R. McClintock, M. Razeghi, Nano. Fund. Appl. 15, 53 (2015)CrossRef D.J. Rogers, V.E. Sandana, S. Gautier, T. Moudakir, M. Abid, A. Ougazzaden, F.H. Teherani, P. Bove, M. Molinari, M. Troyon, M. Peres, M.J. Soares, A.J. Neves, T. Monteiro, D. McGrouther, J.N. Chapman, H.J. Drouhin, R. McClintock, M. Razeghi, Nano. Fund. Appl. 15, 53 (2015)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat S. Tabassum, E. Yamasue, H. Okumura, K.N. Ishihara, Appl. Surf. Sci. 377, 355 (2016)CrossRef S. Tabassum, E. Yamasue, H. Okumura, K.N. Ishihara, Appl. Surf. Sci. 377, 355 (2016)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Y. Yamada, K. Kadowaki, H. Kikuchi, S. Funaki, S. Kubo, Thin Solid Films 609, 25 (2016)CrossRef Y. Yamada, K. Kadowaki, H. Kikuchi, S. Funaki, S. Kubo, Thin Solid Films 609, 25 (2016)CrossRef
8.
9.
Zurück zum Zitat J.K. Jeong, H.J. Yun, S.D. Yang, K.Y. Eom, S.W. Chea, J.H. Park, H.D. Lee, G.W. Lee, Thin Solid Films 638, 89–95 (2017)CrossRef J.K. Jeong, H.J. Yun, S.D. Yang, K.Y. Eom, S.W. Chea, J.H. Park, H.D. Lee, G.W. Lee, Thin Solid Films 638, 89–95 (2017)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat D.J. Edison, W. Nirmala, K.D.A. Kumar, S. Valanarasu, V. Ganesh, M. Shkir, S. AlFaify, Phys. B 523, 31–38 (2017)CrossRef D.J. Edison, W. Nirmala, K.D.A. Kumar, S. Valanarasu, V. Ganesh, M. Shkir, S. AlFaify, Phys. B 523, 31–38 (2017)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat C.Y. Chi, H.I. Chen, W.C. Chen, C.H. Chang, W.C. Liu, Sens. Actuators B 243, 1248 (2017)CrossRef C.Y. Chi, H.I. Chen, W.C. Chen, C.H. Chang, W.C. Liu, Sens. Actuators B 243, 1248 (2017)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat S. Boscarino, G. Torrisi, I. Crupi, A. Alberti, S. Mirabella, F. Ruffino, A. Terrasi, Nuclear Instr. Methods Phys. Res. Section B 392, 14–20 (2017)CrossRef S. Boscarino, G. Torrisi, I. Crupi, A. Alberti, S. Mirabella, F. Ruffino, A. Terrasi, Nuclear Instr. Methods Phys. Res. Section B 392, 14–20 (2017)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat L. Dejam, A.A. Shokri, H.H. Nazari, S.M. Elahi, J. Mater. Sci. 28, 9378–9386 (2017) L. Dejam, A.A. Shokri, H.H. Nazari, S.M. Elahi, J. Mater. Sci. 28, 9378–9386 (2017)
15.
Zurück zum Zitat M.S. Al-Assiri, M.M. Mostafa, M.A. Ali, M.M. El-Desoky, Superlatt. Microstruct. 75, 127 (2014)CrossRef M.S. Al-Assiri, M.M. Mostafa, M.A. Ali, M.M. El-Desoky, Superlatt. Microstruct. 75, 127 (2014)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat X. Duan, G. Chen, L. Guo, Y. Zhu, H. Ye, Y. Wu, Superlatt. Microstruct. 88, 501 (2015)CrossRef X. Duan, G. Chen, L. Guo, Y. Zhu, H. Ye, Y. Wu, Superlatt. Microstruct. 88, 501 (2015)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat M. Ying, S. Wang, T. Duan, B. Liao, X. Zhang, Z. Mei, X. Du, F.M. Gerriu, A.M. Fox, G.A. Gehring, Mater. Lett. 171, 121 (2016)CrossRef M. Ying, S. Wang, T. Duan, B. Liao, X. Zhang, Z. Mei, X. Du, F.M. Gerriu, A.M. Fox, G.A. Gehring, Mater. Lett. 171, 121 (2016)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat Y. Sun, H. Guo, W. Zhang, T. Zhou, Y. Qiu, K. Xu, B. Zhang, H. Yang, Ceram. Int. 42, 9648 (2016)CrossRef Y. Sun, H. Guo, W. Zhang, T. Zhou, Y. Qiu, K. Xu, B. Zhang, H. Yang, Ceram. Int. 42, 9648 (2016)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat M. Wang, J. Yi, S. Yang, Z. Cao, X. Huang, Y. Li, H. Li, J. Zhong, Appl. Surf. Sci. 382, 217 (2016)CrossRef M. Wang, J. Yi, S. Yang, Z. Cao, X. Huang, Y. Li, H. Li, J. Zhong, Appl. Surf. Sci. 382, 217 (2016)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Y. Aoun, B. Benhaoua, S. Benramache, B. Gasmi, Optik 126, 2481 (2015)CrossRef Y. Aoun, B. Benhaoua, S. Benramache, B. Gasmi, Optik 126, 2481 (2015)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat N. Kıcır, T. Tüken, O. Erken, C. Gumus, Y. Ufuktepe, Appl. Surf. Sci. 377, 191 (2016)CrossRef N. Kıcır, T. Tüken, O. Erken, C. Gumus, Y. Ufuktepe, Appl. Surf. Sci. 377, 191 (2016)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat X. Fang, J. Li, D. Zhao, B. Li, Z. Zhang, D. Shen, X. Wang, Z. Wei, Thin Solid Films 518, 5687 (2010)CrossRef X. Fang, J. Li, D. Zhao, B. Li, Z. Zhang, D. Shen, X. Wang, Z. Wei, Thin Solid Films 518, 5687 (2010)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat K.M. Fang, Z.Z. Wang, M. Zhang, A.J. Wang, Z.Y. Meng, J.J. Feng, J. Colloid Interface Sci. 402, 68 (2013)CrossRef K.M. Fang, Z.Z. Wang, M. Zhang, A.J. Wang, Z.Y. Meng, J.J. Feng, J. Colloid Interface Sci. 402, 68 (2013)CrossRef
24.
25.
Zurück zum Zitat G.N. Dar, A. Umar, S.A. Zaidi, S. Baskoutas, S.W. Hwang, M. Abaker, A. Al-Hajry, S.A. Al-Sayari, Talanta 89, 155 (2012)CrossRef G.N. Dar, A. Umar, S.A. Zaidi, S. Baskoutas, S.W. Hwang, M. Abaker, A. Al-Hajry, S.A. Al-Sayari, Talanta 89, 155 (2012)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat M. Salavati-Niasari, N. Mir, F. Davar, J. Alloys Compd. 476, 908 (2009)CrossRef M. Salavati-Niasari, N. Mir, F. Davar, J. Alloys Compd. 476, 908 (2009)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat A.W. Metz, J.R. Ireland, J.-G. Zheng, R.P.S.M. Lobo, Y. Yang, J. Ni, C.L. Stern, V.P. Dravid, N. Bontemps, C.R. Kannewurf, K.R. Poeppelmeier, T.J. Marks, J. Am. Chem. Soc. 126, 8477 (2004)CrossRef A.W. Metz, J.R. Ireland, J.-G. Zheng, R.P.S.M. Lobo, Y. Yang, J. Ni, C.L. Stern, V.P. Dravid, N. Bontemps, C.R. Kannewurf, K.R. Poeppelmeier, T.J. Marks, J. Am. Chem. Soc. 126, 8477 (2004)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat J.T. Wang, X.L. Shi, W.W. Liu, X.H. Zhong, J.N. Wang, L. Pyrah, K.D. Sanderson, P.M. Ramsey, M. Hirata, K. Tsuri, Sci. Rep. 4, 3679 (2014)CrossRef J.T. Wang, X.L. Shi, W.W. Liu, X.H. Zhong, J.N. Wang, L. Pyrah, K.D. Sanderson, P.M. Ramsey, M. Hirata, K. Tsuri, Sci. Rep. 4, 3679 (2014)CrossRef
29.
Zurück zum Zitat C.F. Yu, S.H. Chen, W.J. Xie, Y.S. Lin, C.Y. Shen, S.J. Tsai, C.W. Sung, C. Ay, Microsc. Res. Technol. 71, 1 (2008)CrossRef C.F. Yu, S.H. Chen, W.J. Xie, Y.S. Lin, C.Y. Shen, S.J. Tsai, C.W. Sung, C. Ay, Microsc. Res. Technol. 71, 1 (2008)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat J.A. Barón-Miranda, O. Calzadilla, L.E. Arvizu-Rodríguez, J.L. Fernández-Muñoz, C. Guarneros-Aguilar, F.F. Chale-Lara, U. Páramo-García, F. Caballero-Briones, Coatings 6, 71 (2016)CrossRef J.A. Barón-Miranda, O. Calzadilla, L.E. Arvizu-Rodríguez, J.L. Fernández-Muñoz, C. Guarneros-Aguilar, F.F. Chale-Lara, U. Páramo-García, F. Caballero-Briones, Coatings 6, 71 (2016)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat F. Caballero-Briones, A. Palacios-Padrós, O. Calzadilla, F. Sanz, Electrochim. Acta 55, 4353 (2010)CrossRef F. Caballero-Briones, A. Palacios-Padrós, O. Calzadilla, F. Sanz, Electrochim. Acta 55, 4353 (2010)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat R. Horcas, J.M. Fernandez, J. Gomez-Rodriguez, J. Colchero, A.M. Gomez-Herrero, Baro, Rev. Sci. Instrum. 78, 013705 (2007)CrossRef R. Horcas, J.M. Fernandez, J. Gomez-Rodriguez, J. Colchero, A.M. Gomez-Herrero, Baro, Rev. Sci. Instrum. 78, 013705 (2007)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat A. Henni, A. Merrouche, L. Telli, A. Karar, J. Electroanalytical. Chem. 763, 149 (2016)CrossRef A. Henni, A. Merrouche, L. Telli, A. Karar, J. Electroanalytical. Chem. 763, 149 (2016)CrossRef
34.
Zurück zum Zitat A. Crossay, S. Buecheler, L. Kranz, J. Perrenoud, C.M. Fella, Y.E. Romanyuk, A.N. Tiwari, Solar Energy Mater. Solar Cells 101, 283 (2012)CrossRef A. Crossay, S. Buecheler, L. Kranz, J. Perrenoud, C.M. Fella, Y.E. Romanyuk, A.N. Tiwari, Solar Energy Mater. Solar Cells 101, 283 (2012)CrossRef
35.
Zurück zum Zitat S. Gledhill, A. Grimm, D. Greiner, W. Bohne, M. Lux-Steiner, C.-H. Fischer, Thin Solid Films 519, 4293 (2011)CrossRef S. Gledhill, A. Grimm, D. Greiner, W. Bohne, M. Lux-Steiner, C.-H. Fischer, Thin Solid Films 519, 4293 (2011)CrossRef
36.
Zurück zum Zitat E. Pereira da Silva, M. Chaves, G. Junior da Silva, L. Baldo de Arruda, P.N. Lisboa-Filho, S.F. Durrant, J.R.R. Bortoleto, Mater. Sci. Appl. 04, 761 (2013) E. Pereira da Silva, M. Chaves, G. Junior da Silva, L. Baldo de Arruda, P.N. Lisboa-Filho, S.F. Durrant, J.R.R. Bortoleto, Mater. Sci. Appl. 04, 761 (2013)
37.
Zurück zum Zitat E. Chan y Díaz, R. Castro-Rodríguez, I. Perez-Quintana, M. Acosta, J. Méndez-Gamboa, R.A. Medina-Esquivel, C. Acosta, A. Iribarren, J. Mater. Sci. (2017) E. Chan y Díaz, R. Castro-Rodríguez, I. Perez-Quintana, M. Acosta, J. Méndez-Gamboa, R.A. Medina-Esquivel, C. Acosta, A. Iribarren, J. Mater. Sci. (2017)
38.
Zurück zum Zitat F. Gracia, J.P. Holgado, A.R. Gonzalez-Elipe, Langmuir 20, 1688 (2004)CrossRef F. Gracia, J.P. Holgado, A.R. Gonzalez-Elipe, Langmuir 20, 1688 (2004)CrossRef
39.
40.
Zurück zum Zitat R. Amiruddin, S. Devasia, D.K. Mohammedali, M.C. Santhosh Kumar, Semicond. Sci. Technol. 30, 035009 (2015)CrossRef R. Amiruddin, S. Devasia, D.K. Mohammedali, M.C. Santhosh Kumar, Semicond. Sci. Technol. 30, 035009 (2015)CrossRef
41.
Zurück zum Zitat X. Zhou, Z.X. Xie, Z.Y. Jiang, Q. Kuang, S.H. Zhang, T. Xu, R.B. Huang, L.S. Zheng, Chem. Commun. 44, 5572 (2005)CrossRef X. Zhou, Z.X. Xie, Z.Y. Jiang, Q. Kuang, S.H. Zhang, T. Xu, R.B. Huang, L.S. Zheng, Chem. Commun. 44, 5572 (2005)CrossRef
42.
Zurück zum Zitat Y. Zhang, G. Du, D. Liu, X. Wang, Y. Ma, J. Wang, J. Yin, X. Yang, X. Hou, S. Yang, J. Cryst. Growth 243, 439 (2002)CrossRef Y. Zhang, G. Du, D. Liu, X. Wang, Y. Ma, J. Wang, J. Yin, X. Yang, X. Hou, S. Yang, J. Cryst. Growth 243, 439 (2002)CrossRef
44.
Zurück zum Zitat Z. Deng, C. Huang, J. Huang, M. Wang, H. He, H. Wang, Y. Cao, J. Mater. Sci. 21, 1030 (2010) Z. Deng, C. Huang, J. Huang, M. Wang, H. He, H. Wang, Y. Cao, J. Mater. Sci. 21, 1030 (2010)
45.
Zurück zum Zitat K. Elmer, A. Klein, B. Rench, Transparent conductive zinc oxide. (Springer, Berlin, 2008)CrossRef K. Elmer, A. Klein, B. Rench, Transparent conductive zinc oxide. (Springer, Berlin, 2008)CrossRef
46.
Zurück zum Zitat S. Pat, R. Mohammadigharehbagh, S. Özen, V. Şenay, H.H. Yudar, Ş. Korkmaz, Vacuum 141, 210–215 (2017)CrossRef S. Pat, R. Mohammadigharehbagh, S. Özen, V. Şenay, H.H. Yudar, Ş. Korkmaz, Vacuum 141, 210–215 (2017)CrossRef
47.
Zurück zum Zitat A.C. Aragonès, A. Palacios-Padrós, F. Caballero-Briones, F. Sanz, Electrochim. Acta 109, 117 (2013)CrossRef A.C. Aragonès, A. Palacios-Padrós, F. Caballero-Briones, F. Sanz, Electrochim. Acta 109, 117 (2013)CrossRef
49.
Zurück zum Zitat H. Serier, M. Gaudon, M. Ménétrier, Solid State Sci. 11, 1192 (2009)CrossRef H. Serier, M. Gaudon, M. Ménétrier, Solid State Sci. 11, 1192 (2009)CrossRef
50.
51.
Zurück zum Zitat L. Tiburcio-Silver, Castañeda, J. Phys. D: Appl. Phys. 41, 228001 (2008)CrossRef L. Tiburcio-Silver, Castañeda, J. Phys. D: Appl. Phys. 41, 228001 (2008)CrossRef
Metadaten
Titel
Influence of texture on the electrical properties of Al-doped ZnO films prepared by ultrasonic spray pyrolysis
verfasst von
J. A. Barón-Miranda
O. Calzadilla
S. San-Juan-Hernández
I. Diez-Pérez
J. Díaz
F. Sanz
F. F. Chále-Lara
F. J. Espinosa-Faller
F. Caballero-Briones
Publikationsdatum
27.10.2017
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 3/2018
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-017-8113-x

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