标题中的“磁控溅射制备镁镓共掺氧化锌透明半导体薄膜及其性能研究”是一项科研工作,专注于通过磁控溅射技术来制造镁镓共掺的氧化锌(MGZO)透明半导体薄膜,并探讨这种薄膜的性能。这项研究是半导体材料科学的一个分支,涉及到光电子材料和器件的开发。
描述简短地指出了这项研究是由中南民族大学的康淮、陆轴、钟志有和龙浩等研究人员进行的,他们利用国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项资金支持的项目。研究团队成员的专业背景涵盖了光电子材料与器件以及能源光电子、光电信息功能材料与器件等领域。
标签中的“半导体”、“导体技术”、“导体研究”和“参考文献”、“专业指导”表明该研究深入探讨了半导体材料的科学和技术,特别是关于薄膜的制备和性能优化,同时可能提供了相关领域的研究参考和专业知识指导。
论文部分内容提到了以MgO:Ga2O3:ZnO(2%:2%:96%,质量分数)陶瓷靶为溅射源,使用磁控溅射技术在石英玻璃衬底上制备MGZO薄膜。研究通过XRD(X射线衍射)、SEM(扫描电子显微镜)、霍尔效应仪和分光光度计等实验手段对薄膜进行了全面的表征。结果显示,所有的MGZO薄膜均呈现六角纤锌矿结构,具有(002)择优取向。研究还发现溅射压强对薄膜的晶体结构、电学性质和光学性能有显著影响,但对直接光学能隙影响较小。在特定的溅射压强(3.5 Pa)下,薄膜的性能最优,包括最佳的结晶质量、最小的张应力、最低的电阻率、最高的可见光区平均透过率和最大的品质因数。
这项研究的核心知识点包括:
1. **磁控溅射技术**:这是一种物理气相沉积方法,用于在衬底上形成均匀的薄膜材料,适用于半导体和光学应用。
2. **镁镓共掺氧化锌(MGZO)**:这种复合材料是一种透明导电氧化物,用于透明半导体薄膜,结合了镁和镓的优点,如改善电导率和光学透明性。
3. **晶体结构与择优取向**:薄膜具有六角纤锌矿结构,(002)择优取向表明原子排列方式有利于特定性能的优化。
4. **溅射压强的影响**:溅射压强是决定薄膜微观结构和性能的关键参数,影响结晶质量和电学、光学性质。
5. **薄膜性能表征**:XRD用于确定晶体结构,SEM提供微观形貌信息,霍尔效应仪测量电学性能,分光光度计则评估光学性能。
6. **最佳性能条件**:在3.5 Pa的溅射压强下,薄膜的综合性能达到最优,这包括良好的结晶质量、低电阻率、高透过率和高品质因数,显示了其在光电子器件中的潜在应用价值。
这项研究对于理解掺杂氧化锌薄膜的制备工艺以及性能优化具有重要意义,对光电子学和半导体器件设计领域提供了有价值的参考。