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岩盐相CdZnO作为透明导电氧化物

DOI：10.1063/1.5048771 期刊：Applied Physics Letters 出版年份：2018 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 透明导电氧化物（TCOs）广泛应用于太阳能电池到发光二极管等领域。本研究证明，金属有机化学气相沉积（MOCVD）法生长的岩盐结构CdZnO三元化合物具有优异的TCO应用潜力。通过红外反射光谱、紫外-可见吸收光谱与霍尔效应联用，我们测定了该化合物的光学和电学输运特性。研究发现：掺杂锌元素可提升电子浓度与迁移率，使电阻率低于纯CdO——当锌含量为10%时，最小电阻率达1.96×10?? Ω·cm。此外，由于带隙能量增大与能带填充效应的共同作用，其吸收边能量从CdO的2.58 eV提升至15%锌含量的2.89 eV，显著增强了可见光区透光性。该三元合金TCO材料不仅生长温度要求低，且CVD沉积工艺具备良好扩展性，为其在外部器件集成应用奠定了坚实基础。
作者： J. Tamayo-Arriola，A. Huerta-Barber(cid:2)a，M. Montes Bajo，E. Mu~noz，V. Mu~noz-Sanjos(cid:3)e，A. Hierro
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过分析其光学和电学输运特性，研究岩盐结构CdZnO三元化合物作为透明导电氧化物（TCO）的潜力。

研究成果

岩盐结构的CdZnO合金被确认为一种具有改进特性的潜在透明导电氧化物（TCO），其性能优于CdO和其他常见TCO材料。掺入锌元素可同时提升霍尔迁移率和自由电子浓度，使Cd0.9Zn0.1O薄膜的电阻率降至1.95×10?? Ω·cm。此外，锌的引入使吸收带边能量向更高能级移动，显著增强了该类TCO材料在可见光波段的透光性。

研究不足

当锌含量超过15%时，电子迁移率的下降很可能是由晶界散射引起，并最终导致岩盐结构与纤锌矿结构之间发生相分离。

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