Abstract
Diese Masterarbeit beschäftigt sich in erster Linie mit der Herstellung von transparenten, elektrisch leitfähigen, Aluminium-dotierten Zinkoxid (Al:ZnO) Dünnschichten. Die Al:ZnO Schicht kann als transparente Elektrode mehr Anwendung in der zukünftigen Elektronik finden. In weiterer Folge dieser Arbeit wird die Al:ZnO Schicht als Untergrundkontakt bei den nächsten Experimenten zur Untersuchung des anisotropen Ladungstransports von Kobalt-dotierter Zinkoxid (Co:ZnO) Schicht verwendet. Hierbei gilt das Interesse dem Vergleich der elektrischen Widerstände in lateraler und vertikaler Transportrichtung der Co:ZnO Schicht, welche eine säulenartige Kristallstruktur entlang der c-Achse aufweist.
Die Proben wurden auf c-achsenorientierte, einkristalline Saphir-Substrate durch reaktives Gleichstrom Magnetronsputtern von metallischen Targets präpariert. Das Schichtwachstum wurde durch Variieren der Substrattemperatur und des reaktiven Prozessgases optimiert. An den Proben wurden strukturelle und magnetische Charakterisierungen sowie Ladungstransport-Messungen durchgeführt. Zunächst wurden die elektrisch leitfähigen Al:ZnO Schichten von einem metallischen Al:Zn Target (2% Al-Gehalt) aufgewachsen. Auf dieser Weise konnte ein transparenter Al:ZnO Film mit einem Flächenwiderstand von etwa 47,5 Ω/sq und mit einer geringen Oberflächenrauigkeit um 1 nm rms hergestellt werden. Im Anschluss wurden einlagige 20% Co:ZnO Proben sowie Al:ZnO/Co:ZnO Heterostrukturen mit ohmschen Titan/Aluminium Kontakten für die Untersuchung der Anisotropie des Ladungstransports hergestellt. Die gesputterten Co:ZnO Schichten mit unterschiedlichen kristallinen Qualitäten besitzen einen temperaturabhängigen, hochohmigen Widerstand oberhalb von etwa 2 MΩ. Die Ladungstransport-Untersuchungen der Co:ZnO Schichten weisen mit hohen Widerständen entlang der c-Achse in der vertikalen Transportrichtung auf eine anisotrope Leitfähigkeit hin, welche allerdings infolge von Grenzflächenwiderständen nicht ganz eindeutig ist.
Die Proben wurden auf c-achsenorientierte, einkristalline Saphir-Substrate durch reaktives Gleichstrom Magnetronsputtern von metallischen Targets präpariert. Das Schichtwachstum wurde durch Variieren der Substrattemperatur und des reaktiven Prozessgases optimiert. An den Proben wurden strukturelle und magnetische Charakterisierungen sowie Ladungstransport-Messungen durchgeführt. Zunächst wurden die elektrisch leitfähigen Al:ZnO Schichten von einem metallischen Al:Zn Target (2% Al-Gehalt) aufgewachsen. Auf dieser Weise konnte ein transparenter Al:ZnO Film mit einem Flächenwiderstand von etwa 47,5 Ω/sq und mit einer geringen Oberflächenrauigkeit um 1 nm rms hergestellt werden. Im Anschluss wurden einlagige 20% Co:ZnO Proben sowie Al:ZnO/Co:ZnO Heterostrukturen mit ohmschen Titan/Aluminium Kontakten für die Untersuchung der Anisotropie des Ladungstransports hergestellt. Die gesputterten Co:ZnO Schichten mit unterschiedlichen kristallinen Qualitäten besitzen einen temperaturabhängigen, hochohmigen Widerstand oberhalb von etwa 2 MΩ. Die Ladungstransport-Untersuchungen der Co:ZnO Schichten weisen mit hohen Widerständen entlang der c-Achse in der vertikalen Transportrichtung auf eine anisotrope Leitfähigkeit hin, welche allerdings infolge von Grenzflächenwiderständen nicht ganz eindeutig ist.
| Original language | German (Austria) |
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| Supervisors/Reviewers |
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| Publication status | Published - 2017 |
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