Mg-Co共掺杂对ZnO-TCO薄膜光学特性及微观结构的影响

研究了Sol-Gel法制备不同掺杂浓度的Mg-Co共掺杂对ZnO-TCO(transparent conductive oxide,TCO)薄膜的微观结构及光学特性的影响。样品的光学、成分结构及表面形貌特性表征分别利用荧光光谱仪、紫外-可见-近红外光谱仪、XPS、X射线衍射仪、扫描电子显微镜。结果发现:Mg、Co均以离子态对ZnO进行了替位掺杂,薄膜的生长特性均呈现(002)峰择优取向;掺杂前,ZnO薄膜晶粒尺寸较小,表面平整、颗粒疏松;共掺杂后,薄膜表面团簇增加。Mg-Co掺杂比例为2∶2时,薄膜的内部缺陷增多,结晶质量明显下降。由光透过率谱发现薄膜在可见-近红外区域的光透过率基本保持在95%左右,由于掺杂Co,薄膜的禁带宽度变窄,在波长500~650 nm之间出现了特征吸收峰,蓝色发光增强,并且紫外发光峰发生红移。