非晶金属氧化物的能带形成机理 化合物中离子的电子结构 -在元素周期表中，n、Ga、Zn等金属元素阳离子的电子结构：（n-)d0 ns0(其中n≥5)。 TAOS的导带底主要由重金属元素的ns轨道的未被占据态组成。s态电子云 密度呈球对称分布，且半径较大，相互交叠形成电子的导通路径，非常有利于电 子的传输。 Mo 00 M2+ 02- 00- OO -00-'00000 Mns M ns 02p 02p 000000 Madelung势
• 化合物中离子的电子结构 – 在元素周期表中, In 、Ga 、Zn 等金属元素阳离子的电子结构: ( n - 1) d10 ns0 (其中n ≥5) 。 • TAOS 的导带底主要由重金属元素的ns 轨道的未被占据态组成。s 态电子云 密度呈球对称分布,且半径较大,相互交叠形成电子的导通路径,非常有利于电 子的传输。 Madelung势 非晶金属氧化物的能带形成机理
5.1.2alGZ0中的电子态 U标志带尾的宽度和结构无序的程度 100 80 a cc exp(hv/E) 60 800 Visible region 10 % 600 10 -o-a-IGZO on Quartz Eu -124.3meV (Thickness=181nm,background removed) 10 400 200 400 600 800 1000 Wavelength(nm) 200 a-GZ0在可见光区的透过率超过90% 10 四 .0 2.5 3.03.5 4.0 l (ev) a-1GZo薄膜的光吸收谱 5 -005r0x) off 3 持续光电导 off 10 衰减时间大于10秒 0 未退火a-lGZO薄膜的瞬态光响应 0 20 40 50 60 Time(×1000sec)
5.1.2 a-IGZO中的电子态 a-IGZO 在可见光区的透过率超过90% a-IGZO薄膜的光吸收谱 未退火a-IGZO 薄膜的瞬态光响应 持续光电导 exph EU EU标志带尾的宽度和结构无序的程度 衰减时间大于103秒
5.1.3 CAAC-IGZO中的电子态 CAAC-IGZ0中的氧空位密度较低 本征 低能量部分的光吸收，反映了 纳米晶IGZO 104 薄膜隙态密度的大小 103 带边 0 102 0.5 10 隙态 C-IGZO 1 1.0 1o, 2.0 102 2.5 10-3 3.0 CAAC-IGZO 10 103 102 10-1 10 10-4 吸收系数(cm) 1.61.82.02.22.42.62.83.03.2 能量(eV) 深隙态的吸收谱，吸收峰对应着氧空位能级 不同结晶度的1GZO薄膜的CPM光吸收谱 恒定光电流法
5.1.3 CAAC-IGZO中的电子态 能量(eV) 吸收系数(cm-1) 吸收系数(cm-1) 能 量(eV) 不同结晶度的IGZO薄膜的CPM光吸收谱 纳米晶IGZO CAAC-IGZO中的氧空位密度较低 恒定光电流法 低能量部分的光吸收, 反映了 薄膜隙态密度的大小 深隙态的吸收谱，吸收峰对应着氧空位能级 本征 带边 隙态
a-IGZ0的隙态产生的原因目前仍然是有争论的问题 CB 23-42meV 业 势垒高度 个 -0.1eV ee.-..- CB尾态(Eu~26meV) CBM 施主能级：0.1-0.13eV a-IGZO薄膜中的陷阱：0.2eV 可以被H钝化的陷阱：0.3eV ($e 深能级 (2×1016cm3/eV) -3.2eV 深隙态(C102cm3 1)氧空位 2)弱键氧 近价带顶隙态来 3)-OH 源于？ 4)H VB尾态 VBM VB Log(DOS)
a-IGZO的隙态产生的原因目前仍然是有争论的问题 近价带顶隙态来 源于？
5.1.4IGZ0中载流子的传输机制 1GZ0中载流子的传输目前还没有统一的模型 1.c-IGZO中的阳离子无序散射（CD)模型 2.a-GZO中载流子的渗流传导模型 3.a-GZO中载流子的多重陷阱释放传输模型
5.1.4 IGZO中载流子的传输机制 1. c-IGZO中的阳离子无序散射（CD）模型 2. α-IGZO中载流子的渗流传导模型 3. α-IGZO中载流子的多重陷阱释放传输模型 IGZO中载流子的传输目前还没有统一的模型