Influence of Grain Boundaries on Nanoscale Charge Transport Properties of Transparent Conductive ZnO-Based Electrodes

开尔文探针力显微镜 晶界 带材弯曲 材料科学 导电原子力显微镜 带隙 热离子发射 工作职能 肖特基势垒 波段图 半导体 肖特基二极管 光电子学 凝聚态物理 纳米技术 复合材料 电子 原子力显微镜 二极管 微观结构 物理 图层(电子) 量子力学
作者
Ricardo Lafaiete Moreira,Luis Paulo Mourão dos Santos,Francisco Carlos Carneiro Soares Salomão,Eduardo B. Barros,Igor F. Vasconcelos
出处
期刊:ACS applied electronic materials [American Chemical Society]
被引量:1
标识
DOI:10.1021/acsaelm.3c01423
摘要

The presence of defect states, such as grain boundaries (GBs), can interfere with the charge transport properties of various semiconductor oxides. In this research, electrostatic force microscopy (EFM) and conducting atomic force microscopy (c-AFM) techniques were used to explore the nanoscale surface electrical properties of zinc oxide (ZnO) thin films deposited on a conductive fluorine-doped tin oxide (FTO) substrate. Films like these are often used as anode materials in photovoltaic and other optoelectronic devices. EFM measurements revealed the presence of charge trapping within the grain boundary region, suggesting localized band-bending effects. Furthermore, a current map obtained through c-AFM indicated that the grain regions exhibited higher conductivity, validating the observations made with EFM. By combination of c-AFM and Kelvin probe force microscopy (KPFM), it was possible to obtain experimental confirmation of band bending at grain boundaries. Data extracted from current–voltage (I–V) curves allowed the quantification of local saturation currents of 1.29 and 0.75 nA at the grain and GB. It was also possible to calculate the difference in potential barrier height between grain and GB as 50.40 meV. Urbach energy calculations identified the existence of defect states within the band gap. These defect states shifted the Fermi level toward the conduction band, reducing the local work functions to 3.93 and 3.89 eV for the grain and GB. These findings align with the thermionic emission (TE) model and Schottky–Mott theory, contributing to a deeper understanding of nanoscale charge transport within ZnO-based anodes and paving the way for the development of transparent conductive oxide-based optoelectronic devices and other applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小强完成签到 ,获得积分10
19秒前
21秒前
22秒前
忧虑的静柏完成签到 ,获得积分10
23秒前
yang发布了新的文献求助10
24秒前
搞怪的音响完成签到 ,获得积分10
32秒前
拼搏问薇完成签到 ,获得积分10
33秒前
叶夜南完成签到 ,获得积分0
44秒前
yuehan完成签到 ,获得积分10
53秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
55秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
56秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
56秒前
Ida完成签到 ,获得积分10
56秒前
科研通AI5应助yang采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
欣欣完成签到 ,获得积分10
1分钟前
泡泡茶壶o完成签到 ,获得积分10
1分钟前
刘五十七完成签到 ,获得积分10
1分钟前
橙子完成签到 ,获得积分10
1分钟前
KK完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lql完成签到 ,获得积分10
1分钟前
nini完成签到,获得积分10
1分钟前
了凡完成签到 ,获得积分10
1分钟前
满家归寻完成签到 ,获得积分10
1分钟前
水晶李完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lwtsy完成签到,获得积分10
1分钟前
端庄幻桃完成签到 ,获得积分10
1分钟前
kangkang完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
CC完成签到,获得积分0
1分钟前
加湿器发布了新的文献求助100
1分钟前
1分钟前
yang发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
科研通AI5应助可爱的芷云采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
高分求助中
Applied Survey Data Analysis (第三版, 2025) 800
Assessing and Diagnosing Young Children with Neurodevelopmental Disorders (2nd Edition) 700
Images that translate 500
引进保护装置的分析评价八七年国外进口线路等保护运行情况介绍 500
Algorithmic Mathematics in Machine Learning 500
Handbook of Innovations in Political Psychology 400
Mapping the Stars: Celebrity, Metonymy, and the Networked Politics of Identity 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3840870
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3382770
关于积分的说明 10526510
捐赠科研通 3102624
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1708930
邀请新用户注册赠送积分活动 822781
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 773632