Luận văn tốt nghiệp Đại học
1
MỤC LỤC
TRANG
Chương I – Tổng quan
1.1.Màng mỏng ZnO trên đế Si có lớp Ti đệm......................................................
1.1.1.Giới thiệu....................................................................................................
1.1.2.Tác dụng đệm của Ti lên màng ZnO trên Si...............................................
1.1.3.Ứng dụng....................................................................................................
1.1.4.Ưu điểm của ZnO.......................................................................................
1.2.Tạo màng bằng phương pháp phún xạ MAGNETRON DC...........................
1.2.1.Cơ chế vật lí của phún xạ ..........................................................................
1.2.2.Hiệu suất phún xạ.......................................................................................
1.2.3.Cấu tạo hệ phún xạ.....................................................................................
1.2.4.Kĩ thuật phún xạ.........................................................................................
1.2.5.Đặt trưng của phún xạ................................................................................
1.3.Quá trình tạo bia gốm ZnO.............................................................................
1.4.Phép đo hall xác định đặt tính điện.................................................................
1.5.Phương pháp bốn đấu dò xác định đặt tính điện............................................
1.6.Tính chất điện..................................................................................................
1.7.Đặt tính quang.................................................................................................
1.8. Cấu trúc ZnO..................................................................................................
Chương II – Thực nghiệm và kết quả bàn luận
2.1.Chế tạo bia gốm ZnO........................................................................................
2.1.1.Chuẩn bị vật liệu bột Oxit..........................................................................
2.1.2.Nghiền trộn bột Oxit...................................................................................
2.1.3.Định hình bia ZnO......................................................................................
2.1.4.Nung bia ZnO.............................................................................................
2.2.Bia kim loại Ti...................................................................................................
SVTH: Trần Văn Thảo
Luận văn tốt nghiệp Đại học

sapphire có vẻ không thích hợp để phủ ZnO cho ứng dụng công nghiệp. Từ quan điểm
này, Si thích hợp hơn cho việc thay thế, vì giá rẻ và độ dẫn nhiệt tuyệt vời, độ kết tinh
cao, có thể có kích thước lớn được...Tuy nhiên ZnO phủ lên Si là một kỹ thuật khó do
bề mặt Si dễ bị Oxi hóa trong suốt quá trình phủ màng. Sự Oxi hóa bề mặt Si hình thành
một lớp SiO
x
vô định hình, lớp này làm giảm chất lượng của màng ZnO phủ trên đế Si.
Do đó, Một vài lớp đệm như: Zn, Al, Ru, AlN, MgO, CaF
2
, ZnS, và GaN, đã được đưa
vào để ngăn ngừa bề mặt chất nền Si khổi bị Oxi hóa trong quá trình phủ màng ZnO.
Trong những loại lớp đệm, chú ý rằng còn một vài lớp kim loại, như là: Zn, Al, Ru
được dùng để làm lớp nền rất tốt.
Trong bài nghiên cứu này của chúng tôi, lớp kim loại mỏng Ti được đưa vào làm
lớp đệm kim loại mới cho sự phủ màng mỏng ZnO trên đế Si. Yếu tố tác đông để dùng
Ti làm lớp đệm ban đầu, là do nó có điện trở hóa học cao. Điểm nóng chảy cao
(1668C
o
) và có cùng cấu trúc lục giác xiếc chặt (HCP) như của ZnO. Ngoài ra, sự lệch
mạng giữa Ti và ZnO là 10%, nhỏ hơn sự lệch mạng giữa Si và ZnO (15%) và do đó sẽ
giảm tác động của sự lệch mạng.
Trong công trình này, màng mỏng ZnO định hướng mạnh theo trục c được phủ
lên lớp nền Si (111) bằng cách đưa vào lớp mỏng Ti làm lớp đệm ban đầu cho sự lắng
động phún xạ Magnetron DC. So sánh với màng mỏng ZnO phủ lên đế Si (111) mà
không có lớp đệm Ti, cấu trúc và tính chất quang học của màng mỏng ZnO phủ trên
Ti/Si (111) cho ta được mẫu cải tiến, có tính chất tốt hơn.
1.1.2.Tác dụng đệm của Ti lên màng ZnO trên Si.
Lớp Ti mỏng được dùng làm lớp đệm để bảo vệ bề mặt Si (111 ) khổi bị Oxi
hóa và sự sai mạng giữa chất nền Si và màng mỏng ZnO. Tác động của lớp mỏng Ti lên
chất lượng màng mỏng ZnO được nghiên cứu đánh giá bởi phương pháp: Khúc xạ tia X

-Dể gia công sản xuất bằng kĩ thuật phún xạ, một kĩ thuật khá phổ biến hiện nay.
-Có khả năng hấp thụ tia tử ngoại.
1.2.Tạo màng bằng phương pháp phún xạ MAGNETRON DC.
1.2.1.Cơ chế vật lí của phún xạ.
- Phún xạ là hiện tượng mà những nguyên tử bị bức ra khỏi bề mặt của một vật liệu bất
kì khi nó bị bắn phá bởi những ion.
-Có hai loại phún xạ: Phún xạ phản ứng và phún xạ không phản ứng.
+Phún xạ không phản ứng là: Các ion bắn phá vào vật liệu bia là những ion khí
trơ, do đó trong lúc chuyển động đập vào bia nó không phản ứng với bia.
Vd: Màng Al, Cu, Ag...trong môi trường phún xạ là khí trơ, với bia kim loại
tương ứng, ion bắn phá là ion khí trơ.
SVTH: Trần Văn Thảo
Luận văn tốt nghiệp Đại học
5
+Phún xạ phản ứng là: Các ion bắn phá vào vật liệu bia có phản ứng với bia tạo
hợp chất.
Vd: Màng Al
2
O
3
, ZnO, TiO
2
... với bia kim loại tương ứng, ion bắn phá tạo phản
ứng là ion Oxi.
Hình 1: Cơ chế vật lí của sự phún xạ.
Hình2:
Những hạt phún xạ.
SVTH: Trần Văn Thảo
Luận văn tốt nghiệp Đại học
6

+Bản chất của những ion
+Năng lương tới của những ion.
+Góc tới.
Hình 5: Biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất phún xạ vào năng lượng ion Ar.
SVTH: Trần Văn Thảo
Luận văn tốt nghiệp Đại học
8
Hình 6: Biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất vào năng lượng tới của ion bắn bia.
Hình 7: Sự phụ thuộc của hiệu suất vào góc tới của ion tới.
Tỉ lệ hiệu suất (
0
Y
Y
α
) cao nhất ở khoảng 72
0
.
1.2.3.Cấu tạo hệ phún xạ.
-Hệ Magnetron bao gồm:
+Bản cathode: Dùng làm nguồn điện tử.
+Bản anode: Nơi thu nhận điện tử.
+Kết hợp với điện từ trường vuông góc nhau.
SVTH: Trần Văn Thảo
Luận văn tốt nghiệp Đại học
9
Hình 8: Mô tả điện trường và từ trường vuông góc trong hệ Magnetron.
Một số loại hệ Magnetron thông thường. Các loại này thường có bên trong lò Viba.
SVTH: Trần Văn Thảo