SCOPUS
SCIE
X-ray absorption fine structure investigation of the local structure of SnO<sub>2</sub>-doped ZnO films
저자
Lee, Ik-Jae ; Park, Jooyoung ; Sung, Nark-Eon ; Kim, Jaeyong
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2018
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
103-109(7쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>Transparent conducting SnO<SUB>2</SUB>-doped ZnO (ZTO) films were deposited on quartz substrates at 350 °C from sputtering targets made with ZnO:SnO<SUB>2</SUB> (molar ratios 100:0 to 70:30) by using a radio-frequency magnetron-sputtering system, and effects of SnO<SUB>2</SUB> on changes of structure with ionic states and optical properties were investigated by analyzing data obtained using X-ray diffraction (XRD) and Zn K-edge X-ray absorption fine structure (XAFS) measurements. As SnO<SUB>2</SUB> content [SnO<SUB>2</SUB>] increased, the surface of ZTO films became smooth as a consequence of decreased grain sizes to a few nanometers. 2θ angles of peak positions in XRD patterns remained near constant, which suggests that Sn ions replaced Zn from crystal sites. In X-ray absorption near-edge spectra (XANES) the Zn K-edge was dominated by the transition of Zn 1<I>s</I> core electrons into the unoccupied Zn 4<I>p</I> states of the conduction band. Combined results from XRD and XAFS suggest that replacing ZnO with SnO<SUB>2</SUB> caused Sn<SUP>4+</SUP> to displace Zn<SUP>2+</SUP> from sites in the crystal. As [SnO<SUB>2</SUB>] increased from 0 to 30%, the resistivity of the ZTO films decreased significantly from 172 to 8.75 mΩ cm, and their average optical transmittance increased from 78 to 87% in the region(450 ≤ λ ≤ 630 nm). The increased with further increase in [SnO<SUB>2</SUB>] attributed to the structural change to a nearamorphous phase.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Replacing ZnO with SnO<SUB>2</SUB> caused Sn<SUP>4+</SUP> to displace Zn<SUP>2+</SUP> from sites in the crystal. </LI> <LI> As SnO<SUB>2</SUB> content increased, the surface of ZTO films became smooth due to decreasing grain sizes. </LI> <LI> The resistivity decreased from 172 to 8.75 mΩ cm, and optical transmittance increased in the visible region. </LI> <LI> The bandgap decreased from 3.25 to 3.13 eV at [SnO<SUB>2</SUB>] = 0–10%, respectively. </LI> </UL> </P>
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