Elaboration and characterisation of ZnO thin films

Elaboration et caractérisation des couches minces de ZnO

¹ Material Sciences Laboratory, Faculty of Science, University of Biskra 07000, Algeria
e-mail: saidzno2006@gmail.com
² Physics Laboratory, Institute of technology, University of El-oued 39000, Algeria
³ Mechanics Department, Faculty of Technology, University of Biskra, Algeria

Received: 26 March 2012
Accepted: 22 October 2012

Abstract

Highly transparent ZnO thin films have been prepared on microscope glass substrate using dip-coating technique. The films were obtained at a concentration of sol-gel solution is 0.5 M. The structural and optical properties of the ZnO thin films were studied as a function of the annealing temperature varying between 450 to 600 °C. From the XRD analysis, the whole obtained films have a hexagonal wurtzite structure with a strong (002) preferred c-axis orientation. The grain size increased with annealing temperature indicating an improvement in the crystallinity of the films. The average transmittance of all the films is about 70–80% as measured by UV-vis analyzer. The band gap increased with the increase of temperature from 3.25 to 3.42 eV. The decrease of the strain of ZnO films is probably due to an improvement of the crystallinity of the films. The best result is achieved at 600 °C.

Résumé

Les couches minces de ZnO plus transparents ont été préparées sur des substrats de verre par la méthode dip-coating. Les films ont été obtenus à une concentration de solution sol-gel de 0,5 M. Les propriétés structurales et optiques des couches minces de ZnO ont été étudiées en fonction de la température de recuit variant entre 450 à 600 °C. Par l’analyse DRX, les films obtenus ont une structure hexagonale Wurtzite avec une forte (002) préférée d’orientation à la c-axe. La taille des grains augmente avec l’augmentation de la température de recuit indiquant une amélioration de la cristallinité des films. La transmittance moyenne de tous les films est d’environ 70–80 %, mesurée par l’analyseur UV-vis. La bande interdite augmente avec l’augmentation de la température de 3,25 à 3,42 eV. La diminution de la tension de ZnO films est probablement due à une amélioration de la cristallinité des films. Le meilleur résultat est obtenu à 600 °C.