Struktur dan sifat optik filem nipis nanozarah ZnO terdop Ga

Abstract

Filem nipis ZnO terdop Ga (ZnO:Ga) disediakan menggunakan teknik sol-gel dan salutan berputar. Ga didopkan kepada ZnO dengan peratusan berat (wt. %) yang berbeza iaitu 0, 2, 4, 6 dan 8 wt. %. Kesan pengedopan Ga ke atas struktur dan sifat optik filem nipis ZnO dikaji. Pencirian struktur filem nipis ini dilakukan menggunakan kaedah pembelauan sinar-X (XRD), mikroskop imbasan elektron pancaran medan (FESEM) dan mikroskop daya atom (AFM). Pencirian sifat optik filem nipis pula dilakukan menggunakan spektroskopi ultraungu cahaya nampak (UV-VIS) dan fotoluminesen (PL). Ujian XRD mengesahkan kesemua sampel berstruktur wurtzit. Saiz kristalit ZnO mengecil dengan peningkatan peratusan berat Ga seterusnya mengurangkan kekasaran permukaan filem. Pengedopan Ga menunjukkan peratus transmisi cahaya pada panjang gelombang 300 - 380 nm bertambah berbanding filem nipis ZnO tanpa dop. Nilai jurang tenaga optik, Eg dan keamatan PL filem nipis ZnO meningkat apabila pengedopan Ga dilakukan. Hasil kajian ini menunjukkan saiz kristalit yang lebih kecil memberi kesan ke atas sifat optik sampel pada peratus pengedopan Ga 0-6%. Pada peratus pengedopan Ga yang lebih tinggi, kesan transformasi struktur menjadi lebih dominan dalam mempengaruhi nilai Eg.