Published August 17, 2021
| Version v1
Publication
Open
Effect of Annealing Atmosphere on the Diode Behaviour of ZnO/Si Heterojunction
Creators
- 1. NED University of Engineering and Technology
- 2. RISE Research Institutes of Sweden
- 3. Linköping University
Description
The effect of thermal annealing atmosphere on the electrical characteristics of Zinc oxide (ZnO) nanorods/p-Silicon (Si) diodes is investigated. ZnO nanorods are grown by low-temperature aqueous solution growth method and annealed in Nitrogen and Oxygen atmosphere. As-grown and annealed nanorods are studied by scanning electron microscopy (SEM) and photoluminescence (PL) spectroscopy. Electrical characteristics of ZnO/Si heterojunction diodes are studied by current-voltage (I-V) and capacitance-voltage (C-V) measurements at room temperature. Improvements in rectifying behaviour, ideality factor, carrier concentration, and series resistance are observed after annealing. The ideality factor of 4.4 for as-grown improved to 3.8 and for Nitrogen and Oxygen annealed improved to 3.5 nanorods diodes. The series resistances decreased from 1.6 to 1.8 times after annealing. An overall improved behaviour is observed for oxygen annealed heterojunction diodes. The study suggests that by controlling the ZnO nanorods annealing temperatures and atmospheres the electronic and optoelectronic properties of ZnO devices can be improved.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يتم التحقيق في تأثير الغلاف الجوي الصلب الحراري على الخصائص الكهربائية لأكسيد الزنك (ZnO) nanorods/p - Silicon (Si) diodes. تزرع القضبان النانوية ZnO بطريقة نمو المحلول المائي منخفض الحرارة وتصلب في جو النيتروجين والأكسجين. تتم دراسة القضبان النانوية المزروعة والملدنة عن طريق المسح المجهري الإلكتروني (SEM) والتحليل الطيفي الضوئي (PL). تتم دراسة الخصائص الكهربائية لصمامات ZnO/Si غير المتجانسة من خلال قياسات الجهد الحالي (I - V) والجهد السعوي (C - V) عند درجة حرارة الغرفة. لوحظت تحسينات في السلوك التصحيحي، وعامل المثالية، وتركيز الناقل، ومقاومة السلسلة بعد التلدين. تحسن عامل المثالية البالغ 4.4 بالنسبة للصمامات الثنائية النانوية المزروعة إلى 3.8 وبالنسبة للنيتروجين والأكسجين الملدن إلى 3.5 صمامات ثنائية القضبان النانوية. انخفضت مقاومات السلسلة من 1.6 إلى 1.8 مرة بعد التلدين. لوحظ تحسن عام في سلوك الثنائيات غير المتجانسة الملدنة بالأكسجين. تشير الدراسة إلى أنه من خلال التحكم في درجات الحرارة والأجواء الصلبة للقضبان النانوية ZnO، يمكن تحسين الخصائص الإلكترونية والإلكترونية الضوئية لأجهزة ZnO.Translated Description (French)
L'effet de l'atmosphère de recuit thermique sur les caractéristiques électriques des nanotiges d'oxyde de zinc (ZnO)/diodes p-silicium (Si) est étudié. Les nanotiges de ZnO sont cultivées par une méthode de croissance en solution aqueuse à basse température et recuites dans une atmosphère d'azote et d'oxygène. Les nanotubes cultivés et recuits sont étudiés par microscopie électronique à balayage (MEB) et par spectroscopie de photoluminescence (PL). Les caractéristiques électriques des diodes à hétérojonction ZnO/Si sont étudiées par des mesures courant-tension (I-V) et capacité-tension (C-V) à température ambiante. Des améliorations du comportement de rectification, du facteur d'idéalité, de la concentration de porteurs et de la résistance en série sont observées après le recuit. Le facteur d'idéalité de 4,4 pour les diodes brutes s'est amélioré à 3,8 et pour les diodes recuites à l'azote et à l'oxygène à 3,5 nanotiges. Les résistances série diminuent de 1,6 à 1,8 fois après recuit. Un comportement globalement amélioré est observé pour les diodes à hétérojonction recuites à l'oxygène. L'étude suggère qu'en contrôlant les températures et les atmosphères de recuit des nanotiges de ZnO, les propriétés électroniques et optoélectroniques des dispositifs de ZnO peuvent être améliorées.Translated Description (Spanish)
Se investiga el efecto de la atmósfera de recocido térmico sobre las características eléctricas de los nanorods de óxido de zinc (ZnO)/diodos de p-silicio (Si). Las nanobarras de ZnO se cultivan mediante el método de crecimiento en solución acuosa a baja temperatura y se hibridan en atmósfera de nitrógeno y oxígeno. Las nanobarras maduras y recocidas se estudian mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopía de fotoluminiscencia (PL). Las características eléctricas de los diodos de heterounión ZnO/Si se estudian mediante mediciones de corriente-voltaje (I-V) y capacitancia-voltaje (C-V) a temperatura ambiente. Se observan mejoras en el comportamiento rectificador, el factor de idealidad, la concentración de portadores y la resistencia en serie después del recocido. El factor de idealidad de 4.4 para as-grown mejoró a 3.8 y para Nitrógeno y Oxígeno recocido mejoró a 3.5 diodos nanorods. Las resistencias en serie disminuyeron de 1,6 a 1,8 veces después del recocido. Se observa un comportamiento general mejorado para los diodos de heterounión recocidos con oxígeno. El estudio sugiere que mediante el control de las temperaturas y atmósferas de recocido de las nanobarras de ZnO se pueden mejorar las propiedades electrónicas y optoelectrónicas de los dispositivos de ZnO.Files
14973.pdf
Files
(1.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:1c0e2187cfe1edfb792073965629a686
|
1.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تأثير الغلاف الجوي الصلب على سلوك الصمام الثنائي لتقاطع ZnO/Si Heterojunction
- Translated title (French)
- Effet de l'atmosphère de recuit sur le comportement de la diode de l'hétérojonction ZnO/Si
- Translated title (Spanish)
- Efecto de la atmósfera de recocido en el comportamiento del diodo de la heterounión ZnO/Si
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3189881926
- DOI
- 10.5755/j02.eie.28723