银离子辐照诱导锌锡氧化物薄膜非晶化及其光电性能调控研究

《Radiation Physics and Chemistry》：Photoionization of HCN and HNC: R-matrix calculations and isomerization effects

本文系统研究了120 MeV Ag9+离子辐照对射频溅射法制备的锌锡氧化物（ZTO）薄膜的结构与光电性能影响。研究发现辐照导致薄膜从晶态向非晶态转变，表面粗糙度增加（16.95→27.90 nm），可见光区透射率保持75-90%，电阻率显著降低。这项工作为调控透明导电氧化物（TCO）性能提供了新思路。

　　

结果与讨论

GIXRD分析显示原始ZTO薄膜包含SnO₂和Zn₂SnO₄两相，分别对应面心立方结构（空间群F4?3m）和四方金红石结构（空间群P4₂/mnm）。经辐照后，薄膜发生晶态向非晶态的转变，GIXRD图谱中尖锐衍射峰消失。原子力显微镜显示辐照使薄膜表面粗糙度从16.95 nm增加至27.90 nm。光学测试表明薄膜在可见光区保持75%-90%的高透射率，但随辐照注量增加至5×10¹²ions/cm²呈现下降趋势。电学测量发现辐照引入的晶格缺陷导致薄膜电阻率显著降低。

结论

采用120 MeV Ag⁹⁺离子辐照射频溅射制备的ZTO薄膜，成功实现了薄膜结构的非晶化调控。GIXRD证实辐照导致Zn₂SnO₄和SnO₂晶相消失，表面粗糙度增加。光学性能显示薄膜在可见光区保持高透射率，但随辐照注量增加而降低。电学性能改善表明离子辐照可有效优化透明导电氧化物性能。