In this work, 2% aluminum-doped zinc oxide (AZO) thin films are deposited on quartz substrates by radiofrequency magnetron sputtering in confocal configuration at room temperature (RT). The effects of various deposition times (20, 40 and 90 min) on microstructure, surface morphology, optical, luminescence and electrical properties are investigated using different characterization techniques. X-ray diffraction measurements reveal that all AZO thin films have a wurtzite hexagonal structure with a more intense preferential growth direction (002). Better crystallinity and larger grains are observed by increasing deposition time (thickness). Atomic force microscopy images show that the morphology and surface roughness depend on deposition time. The results from the measurements by UV–Visible spectrophotometry put into evidence that all the films are transparent with an average transmittance reaching 78% after 90 min of deposition. Moreover, the bandgap energy decreases from 3.57 to 3.38 eV whereas the refractive index increases from 2.26 to 2.30 with increasing deposition time from 20 to 90 min. Room temperature photoluminescence spectra show a decrease in the entire emission by increasing deposition time while a violet emission is observed only for the AZO film grown for 90 min. Hall Effect measurements demonstrate that electrical properties of the AZO films are improved with increasing sputtering time. Indeed, with the increase of deposition time, the Hall mobility increased from 0.92 to 3.30 cm²/V s and the resistivity decreased from 2.36 × 10^–3 to 1.48 × 10^–3 Ω cm.

在这项工作中，2% 铝掺杂氧化锌 (AZO) 薄膜通过射频磁控溅射在室温 (RT) 下以共焦配置沉积在石英基板上。使用不同的表征技术研究了不同沉积时间（20、40 和 90 分钟）对微观结构、表面形态、光学、发光和电学性能的影响。X 射线衍射测量表明，所有 AZO 薄膜都具有纤锌矿六方结构，具有更强烈的优先生长方向（002）。通过增加沉积时间（厚度）观察到更好的结晶度和更大的晶粒。原子力显微镜图像显示形态和表面粗糙度取决于沉积时间。紫外-可见分光光度法测量结果表明，所有薄膜都是透明的，沉积 90 分钟后平均透射率达到 78%。此外，随着沉积时间从 20 分钟增加到 90 分钟，带隙能量从 3.57 eV 降低到 3.38 eV，而折射率从 2.26 增加到 2.30。室温光致发光光谱显示，随着沉积时间的增加，整个发射的减少，而仅对生长 90 分钟的 AZO 膜观察到紫光发射。霍尔效应测量表明，AZO 薄膜的电性能随着溅射时间的增加而改善。事实上，随着沉积时间的增加，霍尔迁移率从 0.92 增加到 3.30 cm 随着沉积时间从 20 分钟增加到 90 分钟，带隙能量从 3.57 eV 降低到 3.38 eV，而折射率从 2.26 增加到 2.30。室温光致发光光谱显示，随着沉积时间的增加，整个发射的减少，而仅对生长 90 分钟的 AZO 膜观察到紫光发射。霍尔效应测量表明，AZO 薄膜的电性能随着溅射时间的增加而改善。事实上，随着沉积时间的增加，霍尔迁移率从 0.92 增加到 3.30 cm 随着沉积时间从 20 分钟增加到 90 分钟，带隙能量从 3.57 eV 降低到 3.38 eV，而折射率从 2.26 增加到 2.30。室温光致发光光谱显示，随着沉积时间的增加，整个发射的减少，而仅对生长 90 分钟的 AZO 膜观察到紫光发射。霍尔效应测量表明，AZO 薄膜的电性能随着溅射时间的增加而改善。事实上，随着沉积时间的增加，霍尔迁移率从 0.92 增加到 3.30 cm 室温光致发光光谱显示，随着沉积时间的增加，整个发射的减少，而仅对生长 90 分钟的 AZO 膜观察到紫光发射。霍尔效应测量表明，AZO 薄膜的电性能随着溅射时间的增加而改善。事实上，随着沉积时间的增加，霍尔迁移率从 0.92 增加到 3.30 cm 室温光致发光光谱显示，随着沉积时间的增加，整个发射的减少，而仅对生长 90 分钟的 AZO 膜观察到紫光发射。霍尔效应测量表明，AZO 薄膜的电性能随着溅射时间的增加而改善。事实上，随着沉积时间的增加，霍尔迁移率从 0.92 增加到 3.30 cm² /V s 和电阻率从 2.36 × 10 ^–3降低到 1.48 × 10 ^–3 Ω cm。