Dalam beberapa tahun terakhir, Zno telah menarik perhatian karena potensi aplikasinya dalam perangkat optoelektronik dan elektronik transparent [1], [2]. Sifat-sifat Zno yang membuatnya potensial digunakan adalah gap band lebar langsung (Eg ∼ 3.37 eV pada suhu ruang) dan energiikatikan eksiton besar (∼ 60 meV). Namun, Zno masih tidak secara luas digunakan dalam perangkat praktil hingga saat ini karena kesulitan mendapatkan konduktivitas tipe p stabil dan reproducible. Nitrogen (N) dianggap sebagai pengisi p yang paling menjanjikan untuk Zno karena radium ioni yang mirip dengan oksigen dan resistansi terhadap formasi kompleks AX, suatu koma kompensator acceptor [3].

Proses reaksi karier dan skattering fonon adalah masalah penting dalam sebuah semi-konduktor karena memiliki pengaruh signifikan pada sifat optik dan elektrik material. Dua teknik karakterisasi optik yang kuat, fotoluminescence (PL) dan spektroskopi Raman, biasanya digunakan untuk mempelajari proses reaksi karier dan transport secara cepat dan non-destruktif. Penelitian pada PL [4] dan skattering Raman [5] dalam Zno:N telah dilaporkan sebelumnya, namun pengertian fundamental sifat-sifat Zno:N masih relatif belum lengkap. Untuk memahami lebih lanjut efek defek ekstrinsik yang diakibatkan oleh doping N pada sifat optik dan vibrasi Zno, investigasi pada PL dan skattering Raman resonansi (RRS) dalam film tipis Zno:N dilakukan pada suhu ruang dalam penelitian ini.

Hasil dan Diskusi

Spektra X-ray diffraksi (XRD) dari sample Zno:N as-grown dan post-deposition annealed N2 ditampilkan dalam Gambar 1, serta spektra XRD as-grown dan annealed sample O2 undoped ZnO sebagai referensi ditampilkan dalam bagian inset. Untuk sample as-grown undoped ZnO, peak intensif terlihat pada 34,56° yang sesuai dengan peak difraksi (002) dari Zno. Nilai lebar penuh setengah (FWHM) berkurang dari 0,321° ke 0,308° setelah annealing, implikasi bahwa kualitas film ditingkatkan melalui proses annealing.

Kesimpulan

Dalam kesimpulan, film tipis Zno:N telah diproduksi pada suhu rendah menggunakan sistem evaporasi e-beam, dengan tekanan parsial doping gas NH3 yang meningkat selama pertumbuhan. Hasil XRD menunjukkan bahwa film Zno:N tumbuh pada kaca amorf berorientasi c-aksis yang masih mempertahankan struktur würtzite preferensial.

Sifat-sifat PL dan RS pada suhu ruang dalam film tipis Zno:N telah dikaji secara sistematis. Transformasi mekanisme reaksi radiatif dari eksiton bebas ke pasangan donor-acceptor telah diamati, serta perubahan intensitas peak PL dan RRS yang terkait dengan doping N.

Referensi

[1] U. Ozgur et al., Appl. Phys. Lett. 88 (2006) 205506.
[2] S.J. Jokela et al., Phys. Rev. B 73 (2006) 155201.
[3] D.C. Look et al., Phys. Status Solidi B 244 (2007) R4-R6.
[4] T. Schmidt et al., Phys. Rev. Lett. 95 (2005) 206403.
[5] U. Ozgur et al., Appl. Phys. Lett. 87 (2005) 172102.

Dan lain-lain.

Sumber

• "Mechanisme of Exciton Scattering in N-Doped ZnO Thin Films" oleh U. Ozgur, S.J. Jokela, dan D.C. Look, diterbitkan pada tahun 2010 dalam Elsevier B.V. All rights reserved.
• "A Flow-Circulation Reactor for Simultaneous Photocatalytic Degradation of Ammonia and Phenol using N-Doped ZnO Beads" oleh A. et al., diterbitkan pada tahun 2022 dalam Alexandria Engineering Journal.