Звіт про науково-дослідну роботу: „ ТОНКОПЛІВКОВІ ОКСИДНІ МАТЕРІАЛИ N- І P-ТИПУ ПРОВІДНОСТІ ДЛЯ ФОТОВОЛЬТАЇЧНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ”

Abstract

ОБ’ЄКТ ДОСЛІДЖЕННЯ – тонкоплівкові оксидні матеріали ZnO, NiO та CuAlO2 осаджені методами магнетронного та іонно-променевого розпилення. МЕТА РОБОТИ – розробка технології осадження оксидних матеріалів n- та p-типу провідності для використання у фотоелектронних пристроях в якості пасивного прозорого електропровідного матеріалу, а також в якості активного матеріалу в складі різних гетероструктур. МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ: осадження тонких плівок методом високочастотного розпилення сплавних металевих мішеней, рентгенівська дифрактометрія, атомно-силова мікроскопія, енерго-дисперсійний рентгенівський аналіз, електронна скануюча мікроскопія, раманівське комбінаційне розсіювання; вимірювання електричних, фотоелектричних, оптичних і люмінесцентних характеристик. Представлено результати досліджень фізичних процесів росту плівок оксиду цинку, легованих алюмінієм, азотом та сріблом, а також плівок NiO та CuAlO2 p-типу провідності, які розкривають взаємозв’язок між технологічними параметрами з одного боку та електричними, фотоелектричними і оптичними характеристиками з іншого. Проведено комп’ютерне моделювання поведінки донорної домішки Al в ZnO. Вперше встановлено, що електричні властивості плівок ZnO:Al можуть бути покращені при опроміненні електронами з енергіями 10 МеВ при густині потоку не вищих за 2•1016 ел/см2 в результаті зменшення потенційних бар’єрів на границях зерен та збільшення електроактивності донорної домішки алюмінію. Визначено умови росту плівок p-типу провідності NiO та CuAlO2. Вивчено та обговорено температурні залежності спектрів фотолюмінесценції плівок ZnO на таких підкладках як графен та SiC. Шляхом комп’ютерного моделювання показано, що наявність Al призводить до зменшення енергії утворення акцепторного дефекту Oi, що в свою чергу збільшує компенсацію донорної домішки алюмінію і зменшує її електроактивність.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: ОКСИД ЦИНКУ, ОКСИД HІКЕЛЯ, АКЦЕПТОРНІ ДОМІШКИ, ЛЕГУВАННЯ АЛЮМІНІЄМ, МАГНЕТРОННЕ ОСАДЖЕННЯ, ЕЛЕКТРОПРОВІДНІСТЬ, ОПТИЧНЕ ПОГЛИНАННЯ.