Refractive Index and Bandgap Variation in Al2O3-ZnO Ultrathin Multilayers Prepared by Atomic Layer Deposition

POSTER

Abstract

This research focuses on the study of the refractive index n(λ) and optical bandgap Eg behavior in ultrathin multilayer films of Al2O3-ZnO bilayers grown via atomic layer deposition (ALD) technique on Si(100). The multilayer configuration consists in alternate layers of constant thickness Al2O3 (2 nm) and varying thickness ZnO films in order to obtain a total thickness of ~100 nm. A set of 10 samples based on bilayers with various 2:X thickness ratios were prepared, where X refers to the ZnO layer thickness. X is proportional to the number of cycles (N) of the ZnO precursor, varying from 1 to 100. The total thickness, n(λ) and Eg values of each multilayer sample were studied via spectroscopic ellipsometry. Scanning electron microscope images verified the multilayer total thickness and corroborated the accuracy of the optical model used. We observe that the n(λ) values varies between 1.63 and 2.3 for λ ~ 370 nm and the Eg values decreases when the bilayer thickness increases, with a maximum variation for ΔEg ~1.6 eV. These results reveal that the n(λ) and Eg of this material can be modulated systematically as a function of the bilayer thickness and can been suitable for optoelectronics applications.

Presenters

  • Javier Alonso Lopez Medina

    CONACYT - Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México

Authors

  • Javier Alonso Lopez Medina

    CONACYT - Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México

  • Hugo Borbón Nuñez

    CONACYT - Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México

  • Eder Lizarraga Medina

    Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Universidad Nacional Autonoma de Mexico

  • Eduardo Murillo Bracamontes

    Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Universidad Nacional Autonoma de Mexico

  • Roberto Machorro

    Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Universidad Nacional Autonoma de Mexico

  • Nicola Nedev

    Instituto de Ingeniería, Universidad Autónoma de Baja california, Universidad Autónoma de Baja California, Instituto de Ingeniería

  • Heriberto Márquez

    Centro de Investigación Científica y Educación Superior de Ensenada - CICESE

  • Mario Farías Sánchez

    Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Universidad Nacional Autonoma de Mexico

  • Gerardo Soto

    Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Universidad Nacional Autonoma de Mexico

  • Hugo Tiznado

    Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Universidad Nacional Autonoma de Mexico