Chế tạo và khảo sát cấu trúc tinh thể và hình thái học của màng mỏng ZnO pha tạp (Ga và In)

Nội dung text: Chế tạo và khảo sát cấu trúc tinh thể và hình thái học của màng mỏng ZnO pha tạp (Ga và In)

1. Science & Technology Development, Vol 19, No.T3-2016 Chế tạo và khảo sát cấu trúc tinh thể và hình thái học của màng mỏng ZnO pha tạp (Ga và In) Nguyễn Trần Hồng Nhật Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG-HCM Trần Cao Vinh Phan Bách Thắng Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM (Bài nhận ngày 28 tháng 08 năm 2015, nhận đăng ngày 06 tháng 05 năm 2016) TÓM TẮT Chúng tôi đã chế tạo thành công màng mỏng pha tạp Ga và In có tính tinh thể kém hơn so với ZnO thuần, ZnO pha tạp Ga, ZnO pha tạp đồng màng GZO và ZnO. Bằng cách pha tạp đơn chất thời Ga và In bằng phương pháp phún xạ (Ga) và lưỡng chất (Ga và In), chúng tôi đã điều magnetron dc. Các kết quả XRD, EDX và khiển được cấu trúc tinh thể của màng mỏng FESEM thể hiện rõ ảnh hưởng của nguyên tố pha ZnO. Dựa vào các kết quả trên, các nghiên cứu tạp Ga, In lên cấu trúc tinh thể và độ kết tinh của về tính chất nhiệt điện của các màng mỏng ZnO màng mỏng ZnO. Màng mỏng ZnO pha tạp Ga thuần và ZnO pha tạp đang được tiến hành. có tinh thể tốt nhất. Màng mỏng ZnO được đồng Từ khóa: màng mỏng ZnO, pha tạp, Ga, In, Cấu trúc tinh thể MỞ ĐẦU Màng mỏng oxide dẫn điện trong suốt như nơi, từ nhiều nguồn như ánh sáng mặt trời, nhiệt In2O3 pha tạp Sn (ITO), SnO2 pha tạp F (FTO) dư từ máy móc, thân nhiệt con người , (2) quá được sử dụng làm điện cực dẫn điện trong suốt trình chuyển hoá nhiệt năng thành điện năng trong các thiết bị quang điện tử (màn hình hiển không gây tác hại tiêu cực đến môi trường sống thị, pin mặt trời ). Gần đây, có nhiều nghiên như không gây ra tiếng ồn, không có chất thải cứu và công bố khoa học về màng mỏng oxide (3) và nâng cao hiệu suất sử dụng của các nhiên ZnO pha tạp (B, Ga, In, Al ) nhằm ứng dụng liệu khác như xăng dầu trong động cơ đốt trong làm điện cực trong suốt như ITO và FTO vì vật vì hiện nay động cơ đốt trong có hiệu suất thấp liệu ZnO có các thuận lợi với giá thành rẻ do trữ do một phần lớn xăng dầu bị tiêu hao thành nhiệt lượng quặng lớn, có điện trở suất thấp gần tương dư [1-24]. đương màng ITO khi pha tạp thích hợp, độ hấp Vật liệu nhiệt điện là loại vật liệu có khả thụ thấp hơn ITO trong vùng khả kiến. năng chuyển đổi nhiệt năng thành điện năng dựa Bên cạnh các ứng dụng nêu trên, vật liệu trên hiệu ứng vật lý Seebeck: sự chênh lệch nhiệt ZnO cũng được nghiên cứu cho ứng dụng nhiệt độ được duy trì ở hai đầu của vật liệu sẽ sinh ra điện [1-6]. Hiện nay, năng lượng nhiệt được quan một điện thế. Những vật liệu có độ dẫn điện cao tâm nghiên cứu cho chuyển hoá thành điện năng như kim loại lại có hệ số Seebeck rất nhỏ, trong với các lý do sau: (1) nhiệt năng tồn tại khắp mọi khi đó, chất bán dẫn có hệ số Seebeck lớn lại có Trang 84
2. TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ T3- 2016 độ dẫn điện kém hơn. Độ dẫn điện và độ dẫn đồng phạ tạp 4,5 % at Ga và 0,5 % at In. Các bia nhiệt đều phụ thuộc vào cấu trúc tinh thể của vật gốm phún xạ được chế tạo từ hỗn hợp bột ZnO, liệu. Độ dẫn điện của vật liệu phụ thuộc vào nồng Ga2O3 và In2O3 có độ tinh khiết 99,999 %. Áp độ hạt tải và độ linh động của hạt tải. Nồng độ suất nền là 6×10-6 torr, áp suất làm việc là hạt tải của vật liệu có thể được điều khiển bằng 4,5×10-3 torr, khoảng cách bia đế là 5 cm, công pha tạp đối với chất bán dẫn. Độ linh động của suất phún xạ là 60 W và lưu lượng khí Ar là 20 hạt tải phụ thuộc vào chất lượng của cấu trúc tinh sccm. Trước khi phún xạ, đế thủy tinh được tẩy thể và các sai hỏng tồn tại bên trong cấu trúc tinh rửa trong bể siêu âm bằng dung dịch NaOH 1 %, thể. Các sai hỏng vốn tồn tại bên trong cấu trúc acetone, nước cất và sau đó tiếp tục được tẩy rửa tinh thể sẽ gây ra tán xạ, làm giảm độ linh động bằng plasma trong buồng chân không 15 phút của hạt tải cũng như độ dẫn điện của vật liệu trước khi phún xạ. Cấu trúc tinh thể của các màng giảm. Đồng thời, các tán xạ này cũng làm giảm mỏng được xác định bằng phương pháp nhiễu xạ độ dẫn nhiệt cho vật liệu. Đây chính là lý do tia X trên máy D8 Advance–Bruker. Thiết bị hiển khiến việc chế tạo vật liệu nhiệt điện có hệ số vi điện tử quét phát xạ trường (FESEM) được sử phẩm chất ZT cao gặp nhiều khó khăn. dụng để đánh giá hình thái học bề mặt các màng Trong nghiên cứu này, bên cạnh mục tiêu cải mỏng. Thiết bị tán sắc năng lượng tia X (EDX) thiện độ dẫn điện của màng ZnO bằng cách pha được sử dụng nhằm xác định các thành phần tạp Ga và In, chúng tôi cũng muốn điều khiển độ nguyên tử tồn tại trong các màng mỏng. Độ dày tinh thể của màng mỏng ZnO pha tạp thông qua các màng mỏng được xác định bằng phương pháp sự chênh lệch bán kính giữa các ion Zn2+, Ga3+ và dao động thạch anh và phương pháp Stylus với In3+ (ion Zn2+ có bán kính lớn hơn ion Ga3+ và máy Dektak 6M. Các màng mỏng ZnO, ZnO pha nhỏ hơn bán kính của ion In3+). Quan điểm được tạp Ga (GZO), ZnO pha tạp Ga và In (IGZO) có đưa ra là sự bù trừ chênh lệch lớn nhỏ giữa các độ dày khoảng 1100 nm. bán kính ion khi được pha tạp với một tỉ lệ thích KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN hợp sẽ giúp điều khiển tính tinh thể của màng Cấu trúc tinh thể của màng mỏng ZnO thuần mỏng ZnO. In và Ga đều thuộc nhóm IIIA, đều và ZnO pha tạp đóng vai trò donor khi pha tạp nên nồng độ hạt tải cao vẫn được đảm bảo. Phương trình sai hỏng A khi pha tạp của Ga và In vào màng mỏng ZnO đều cho một electron dẫn trên mỗi nguyên tử pha tạp. x • ' GaZn ⟶ GaZn+ e (1) B x • ' InZn ⟶ InZn+ e (2) VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Màng mỏng ZnO thuần, pha tạp Ga, đồng C pha tạp Ga và In được lắng đọng trên đế thủy tinh soda-lime Marienfeld (Germany) bằng phương pháp phún xạ magnetron cao áp một chiều (Dc- sputtering) trên hệ phún xạ Univex 450. Bia phún xạ được sử dụng là bia gốm ZnO thuần khiết, bia gốm ZnO pha tạp 5 % at Ga, bia gốm ZnO được Hình 1. Giản đồ nhiễu xạ tia Xcủa các màng mỏng (A) ZnO, (B) GZO và (C) IGZO Trang 85
3. Science & Technology Development, Vol 19, No.T3-2016 Giản đồ nhiễu xạ tia X của cả ba màng mỏng kính của In3+ lớn hơn Zn2+, giá trị của góc theta ZnO, GZO, IGZO cho thấy hai đỉnh đặc trưng giảm từ 34,42 0 (GZO) xuống 34,33 0 (IGZO). 0 0 cao nhất ở vị trí góc 2 khoảng 34,4 và 69,2 . Độ bán rộng (FWHM) của các đỉnh phổ là 0 Trong đó, đỉnh ở vị trí 69,2 đặc trưng cho mặt một thông số quan trọng để đánh giá độ tinh thể mạng Si (400) của đế Si [7]; đỉnh còn lại là vị trí của các màng mỏng. Từ Hình 1 nhận thấy rằng đặc trưng cho mặt mạng (002) trong mạng tinh màng mỏng GZO có độ tinh thể tốt nhất do có độ thể lục giác wurtzite của vật liệu ZnO. Điều này bán rộng hẹp nhất. Độ bán rộng rất nhạy với tính cho thấy, kể cả đối với màng pha tạp GZO và tinh thể của màng mỏng do từ giá trị của độ bán IGZO, vẫn tồn tại dạng cấu trúc tinh thể wurtzite rộng, có thể tính được kích thước hạt của màng. đặc trưng này. Pha tạp ở mức này không làm thay Đối với màng mỏng có tính định hướng càng cao, đổi dạng cấu trúc tinh thể của vật liệu, tuy nhiên, tức là cường độ đỉnh phổ càng lớn, hình dạng phổ pha tạp làm biến đổi chất lượng tinh thể, định càng hẹp và đối xứng, hạt tinh thể phát triển ưu hướng và kích thước hạt của màng mỏng. Điều tiên theo một hướng nhất định, kích thước hạt sẽ này thể hiện qua sự biến đổi các giá trị của vị trí càng lớn. Kích thước hạt (D) được xác định theo đỉnh phổ, số lượng các đỉnh phổ, cường độ đỉnh công thức Sherrer thông qua độ bán rộng của các phổ và độ bán rộng. Khi các tạp chất được pha đỉnh nhiễu xạ. Bước sóng sử dụng trong phương tạp vào màng, chúng có thể tồn tại dưới dạng pháp phân tích là Cu Kα, λ = 0,15406 nm. thay thế cation Zn, tồn tại tại vị trí xen kẽ, tại 0,9λ D = (3) biên hạt hoặc ở dạng oxide Ga2O3, In2O3. Phổ βcosθ nhiễu xạ tia X không cho thấy các đỉnh đặc trưng cho oxide nên có thể kết luận không tồn tại các Với β là độ bán rộng của đỉnh phổ (FWHM) pha oxide Ga2O3, In2O3 bên trong màng. Mật độ biến dạng: Bằng cách so sánh vị trí các đỉnh phổ (002) δ = 1⁄D2 (4) trong các mẫu ZnO, GZO, IGZO với đỉnh đặc trưng (002) của bột ZnO ở vị trí góc 2 ~ 34 0, có Ứng suất của màng mỏng được tính dựa vào thể dự đoán được ứng suất tồn tại trong các mẫu công thức Hoffman: màng mẫu. Các vị trí đỉnh (002) của cả ba mẫu 2C2 - C (C + C ) (c - c ) ε = 13 33 11 12 o (5) đều có giá trị nhỏ hơn 34,44 0, dự đoán ứng suất C13 co tồn tại trong ba màng đều là ứng suất nén [8]. Trong đó,  là ứng suất đàn hồi, c là hằng số Điều này sẽ được kiểm chứng cụ thể dựa vào kết mạng theo trục c của màng mỏng đối với mặt quả tính toán (Hình 2C). Sự biến đổi vị trí các (002) được tính bằng công thức c = λ⁄sin Ө, c = đỉnh phổ được gây ra có thể do các nguyên nhân o 0,5206 nm là hằng số mạng trục c của vật liệu như sự thay thế, xen kẽ của các ion tạp chất, sự khối, C là hằng số đàn hồi của tinh thể wurtzite tồn tại của các sai hỏng, ứng suất hay sự biến đổi ij ZnO có các giá trị được trình bày trong Bảng 1. thành phần pha bên trong màng. Ở ba mẫu màng mỏng này, sự thay đổi vị trí góc 2 phù hợp với Bảng 1. Giá trị các thông số Cij định luật nhiễu xạ Bragg 2dsinθ = λ. Bán kính của Ga3+ nhỏ hơn so với Zn2+, dẫn đến khoảng Cấu trúc C11 C12 C13 C33 cách giữa các mặt mạng trong mẫu GZO giảm so ZnO Wurtzite 209,7 121,1 105,1 210,9 với ZnO, giá trị của góc theta của mẫu GZO (34,42 0) lớn hơn ZnO (34,21 0). Tương tự, bán Trang 86
4. TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ T3- 2016 của In3+ với bán kính ion lớn nhất (0,081 nm), A ứng suất nén trong màng tăng lên so với mẫu GZO. A B B C C Hình 3. Giản đồ nhiễu xạ tia X ở thang chia nhỏ của các màng mỏng (A) ZnO, (B) GZO và (C) IGZO Ngoài đỉnh phổ đặc trưng (002) có cường độ cao nhất, giản đồ nhiễu xạ tia X còn cho thấy các Hình 2. Các thông số cấu trúc tinh thể của các màng đỉnh phổ khác với cường độ nhỏ hơn (Hình 3). mỏng ZnO, GZO và IGZO: (A) Kích thước hạt tinh Điều này chứng minh không tồn tại chỉ duy nhất thể, (B) Mật độ biến dạng đường và (C) Ứng suất nén một định hướng ưu tiên theo mặt (002) mà còn Kết quả tính toán theo công thức (3-5) được tồn tại các định hướng tinh thể khác như (100), trình bày ở Hình 2 cho thấy màng mỏng IGZO có (001). Đỉnh phổ đặc trưng cho Si (200) cũng xuất kích thước hạt tinh thể nhỏ nhất, màng mỏng hiện. Trong 3 màng ZnO, GZO và IGZO thì GZO có kích thước hạt tinh thể lớn nhất. Nhận màng mỏng ZnO có nhiều định hướng tinh thể thấy rằng, màng mỏng có cường độ đỉnh nhiễu xạ nhất, bao gồm các định hướng mặt (100), (002) càng cao và độ bán rộng càng nhỏ thì kích thước và (101), thể hiện tính đa tinh thể của màng. Kết hạt càng lớn. Ứng suất tính được đều mang giá trị hợp với các yếu tố như cường độ của đỉnh (002) âm, có nghĩa là ứng suất tồn tại bên trong các cao nhất, độ bán rộng nhỏ nhất, kích thước hạt màng mỏng đều là ứng suất nén. Về độ lớn, màng tinh thể lớn nhất, có thể kết luận rằng màng GZO mỏng ZnO có ứng suất nén lớn nhất và mật độ có tính tinh thể tốt nhất trong cả ba mẫu màng biến dạng cao nhất. Ứng suất nén tồn tại trong mỏng. Mẫu IGZO chỉ có một định hướng duy màng mỏng ZnO chủ yếu là ứng suất giữa đế Si nhất là (002) nhưng có cường độ đỉnh phổ là thấp và màng. Màng mỏng GZO có ứng suất nén và nhất, độ bán rộng lớn nhất và kích thước hạt nhỏ mật độ biến dạng nhỏ nhất, gây ra do sự chênh nhất. Mẫu IGZO có tính tinh thể kém hơn các 3+ 2+ lệch bán kính ion giữa Ga (0,062 nm) và Zn màng ZnO và GZO. (0,074 nm). Với màng mỏng IGZO, do sự có mặt Trang 87
5. Science & Technology Development, Vol 19, No.T3-2016 Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) của các màng mỏng ZnO thuần và ZnO pha tạp A B C Hình 4. Phổ EDXcủa các màng mỏng (A) ZnO, (B) GZO và (C) IGZO Phổ tán sắc năng lượng tia X cho biết tỉ lệ tự ZnO, GZO, IGZO. Tổng tỉ lệ thành phần các thành phần các nguyên tố thực tế tồn tại trong các cation Zn, Ga, In của các mẫu lại có sự giảm theo màng mỏng dựa vào việc ghi lại phổ tia X phát ra thứ tự ZnO, GZO, IGZO. Tỉ lệ của Zn trong mẫu từ vật rắn do tương tác với các chùm điện tử có màng mỏng ZnO nhỏ hơn so với màng ZnO pha năng lượng cao trong các kính hiển vi điện tử. tạp (GZO và IGZO) có thể do sự thay thế của các Hình 4 xác nhận sự tồn tại của các nguyên tố Zn, ion Ga3+ và In3+ ở vị trí của ion Zn2+. Khi so sánh O, In và Ga trong các màng mỏng. Thành phần tỉ tỉ lệ thành phần Zn giữa hai màng GZO và IGZO, lệ các nguyên tố thực tế bên trong các màng tỉ lệ thành phần nguyên tử của Zn trong mẫu mỏng (Bảng 2) có sự khác biệt với thành phần IGZO kém hơn so với mẫu GZO dù tổng thành pha trộn trong bia. phần nguyên tử pha tạp khi chế tạo bia trong cả Bảng 2. Phần trăm nguyên tử % at thu được từ hai mẫu đều bằng 5 %. Tỉ lệ thành phần của Ga phương pháp phân tích EDX của các màng mỏng trong màng GZO nhỏ hơn trong màng IGZO do tỉ ZnO, GZO và IGZO lệ thành phần pha trộn trong bia của mẫu chế tạo GZO nhỏ hơn của mẫu IGZO. Ga In Si O K Zn L Total Hình thái học bề mặt của các màng mỏng ZnO L L K thuần và ZnO pha tạp ZnO 52,57 47,17 0,26 100 Hình 5 là hình ảnh bề mặt của các màng GZO 52,91 43,70 2,82 0,57 100 mỏng thu được từ kính hiển vi điện tử quét hiệu IGZO 53,45 43,25 2,59 0,33 0,38 100 ứng trường FESEM với độ phân giải cao cho biết hình thái học bề mặt của các màng mỏng ZnO, Tỉ lệ phần trăm khối lượng và nguyên tử O GZO và IGZO. trong màng tăng nhưng không đáng kể theo thứ Trang 88
6. TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ T3- 2016 A nhau cùng tồn tại trên bề mặt. Màng mỏng GZO có bề mặt nhẵn và phẳng hơn, biên hạt thể hiện trên ảnh không rõ ràng như màng ZnO. Về mật độ màng quan sát được trên bề mặt, màng mỏng IGZO có độ xếp chặt kém hơn các màng mỏng ZnO và GZO. Kích thước hạt quan sát từ ảnh FESEM có giá trị khác so với kết quả tính toán từ giản đồ nhiễu xạ XRD. Nguyên nhân là do hạt tinh thể B quan sát được trên ảnh FESEM là nhờ vào các biên hạt có thể quan sát được trên ảnh, trong khi phương pháp XRD xác định kích thước của các vùng tinh thể nhỏ trong màng nhờ vào hiện tượng cộng hưởng của các tia nhiễu xạ. KẾT LUẬN Màng mỏng ZnO thuần khiết, ZnO pha tạp Ga, ZnO pha tạp đồng thời Ga và In được chế tạo bằng phương pháp phún xạ magnetron Dc. Các kết quả phân tích XRD, EDX và FESEM cho C thấy rõ sự ảnh hưởng của pha tạp Ga, In lên cấu trúc tinh thể và độ kết tinh của màng mỏng ZnO. Màng mỏng ZnO pha tạp Ga có cấu trúc tinh thể tốt nhất. Màng mỏng ZnO đồng pha tạp Ga và In có cấu trúc tinh thể kém hơn so với màng GZO và ZnO. Điều này chứng tỏ, bằng cách pha tạp đơn chất (Ga) và lưỡng chất (Ga và In), cấu trúc tinh thể của màng mỏng ZnO được cải thiện. Các nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc khảo Hình 5. Ảnh FESEM của các màng mỏng (A) ZnO, sát tính chất điện (nồng độ hạt tải, độ linh động (B) GZO và (C) IGZO và điện trở suất, hệ số Seebeck) của các màng mỏng ZnO, GZO và IGZO. Bên cạnh đó, phương Màng mỏng ZnO có hình thái các hạt tương pháp XPS sẽ được sử dụng nhằm xác định trạng đối rõ ràng hơn so với các màng mỏng GZO và thái ion hoá của các nguyên tố pha tạp Ga và In IGZO. Ảnh FESEM của màng mỏng ZnO cho trong màng. thấy các hạt không đồng nhất trên toàn bộ bề mặt Lời cảm ơn: Nội dung nghiên cứu trong bài màng. Nguyên nhân là do màng mỏng ZnO có báo được thực hiện với sự hỗ trợ kinh phí từ Quỹ nhiều định hướng phát triển nhất trong cả ba phát triển Khoa học và Công nghệ quốc gia mẫu, phù hợp với kết quả XRD ở Hình 2: các (NAFOSTED - 103.02-2015.105). định hướng tinh thể khác nhau cho các hình thái hạt trên bề mặt có kích thước và hình dạng khác Trang 89
7. Science & Technology Development, Vol 19, No.T3-2016 Investigation of the crystal structure and the morphology of In and Ga-doped ZnO thin films applied for thermoelectric materials Nguyen Tran Hong Nhat University of Technology, VNU-HCM Tran Cao Vinh Phan Bach Thang University of Science, VNU-HCM ABSTRACT Undoped ZnO, Ga-doped ZnO, Ga and In while In and Ga dually doped-ZnO thin films dually doped-ZnO thin films were deposited by were the worst. Through single and dual doping, using magnetron Dc technique. Results from the crystalline quality of the ZnO thin films can XRD, EDX and FESEM confirm influences of Ga be controlled. Further researchs will be focused and In dopants on the crystalline structure and on the thermoelectric properties of the undoped the crystallinity of the ZnO thin films. Ga-doped ZnO and doped ZnO thin films. ZnO thin films possess the highest crystallinity, Key words: ZnO thin films, dopants, Ga, In, Crystalline structure TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. M. Ohtaki, Recent aspects of oxide Journal of Electronic Materials, 43, 4, 962 thermoelectric materials for power generation (2014). from mid-to-high temperature heat source, [6]. G. Ren, J. Lan, C. Zeng, Y. Liu, B. Zhan, S. Journal of the Ceramic Society of Japan, 119, Butt, Y. H. Lin, and C. Nan, High 770-775 (2011). performance oxides-based thermoelectric [2]. M. Aparicio, A. Jitianu, L. C. Klein, Sol-gel materials, JOM, 67, 1, 211 (2015). processing for conventional and alternative [7]. M. Ohtaki, T. Tsubota, K. Eguchi, H. Arai, energy, Springer (2012). High‐temperature thermoelectric properties [3]. N.V. Nong, N. Pryds, Nanostructured oxide of (Zn1−xAlx)O, J. Appl. Phys., 79, 1816 materials and modules for high-temperature (2009). power generation from waste heat, Adv. Nat. [8]. M. Ohtaki, K. Araki, K. Yamamoto, High Sci.: Nanosci. Nanotechnol, 4 (2013). thermoelectric performance of dually doped [4]. S. Walia, S. Balendhran, H. Nili, S. ZnO ceramics, Journal of Electronic Zhuiykov, G. Rosengarten, Q.H. Wang, M. Materials, 38, 1234, (2009). Bhaskaran, Transition metal oxides– [9]. P. Jood, R.J. Mehta, Y. Zhang, G. Peleckis, thermoelectric properties, Progress in X. Wang, R.W. Siegel, T.B. Tasciuc, S.X. Materials Science, 58, 1443 (2013). Dou, G. Ramanath, Al-doped Zinc oxide [5]. A. Nag, V. Shubha, Oxide thermoelectric nanocomposites with enhanced materials: A structure–property relationship, thermoelectric properties, Nano Lett, 11, 4337 (2011). Trang 90
8. TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ T3- 2016 [10]. K.H. Jung, K.H. Lee, W.S. Seo, S.M. Choi, [17]. T. Park, N. Park, J. Kim, W. Lee, J. Koh, S. An enhancement of a thermoelectric power Lee, Cross-plane temperature-dependent factor in a Ga-doped ZnO system: A thermal conductivity of Al-doped zinc oxide chemical compression by enlarged Ga thin films, Journal of Alloys and Compounds, solubility, Applied Physics Letters, 100, 638, 83 (2015). 253902 (2012). [18]. D. Gautam, M. Engenhorst, C. Schilling, G. [11]. M. Søndergaard, E.D. Bøjesen, K.A. Borup, Schierning, R. Schmechel, M. Winterer, S. Christensen, M. Christensen, B.B. Iversen, Thermoelectric properties of pulsed current Sintering and annealing effects on ZnO sintered nanocrystalline Al-doped ZnO by microstructure and thermoelectric properties, chemical vapour synthesis, J. Mater. Chem. Acta Materialia, 61, 3314 (2013) A, 3, 189 (2015). [12]. L. Han, N.V. Nong, L.T. Hung, T. Holgate, [19]. L. Han, N.V. Nong, W. Zhang, L.T. Hung, T. N. Pryds, M. Ohtaki, S. Linderoth, The Holgate, K. Tashiro, M. Ohtaki, N. Pryds, S. influence of -and -Al2O3 phases on the Linderoth, Effects of morphology on the thermoelectric properties of Al-doped ZnO, thermoelectric properties of Al-doped ZnO, Journal of Alloys and Compounds, 555, 291 RSC Adv, 4, 12353 (2014). (2013). [20]. Y. Zhao, B. Chen, A. Miner, S. Priya, Low [13]. P. Jood, R.J. Mehta, Y. Zhang, T.B. Tasciuc, thermal conductivity of Al-doped ZnO with S.X. Dou, D.J. Singh, G. Ramanath, Heavy layered and correlated grains, RSC Adv, 4, element doping for enhancing thermoelectric 18370 (2014). properties of nanostructured zinc oxide, RSC [21]. H. Takemoto, K. Fugane, P. Yan, J. Drennan, Adv, 4, 6363 (2014). M. Saito, T. Mori, H. Yamamura, Reduction [14]. J. Loureiro, N. Neves, R. Barros, T. Mateus, of thermal conductivity in dually doped ZnO R. Santos, S. Filonovich, S. Reparaz, C.M. by design of three-dimensional stacking Sotomayor-Torres, F. Wyczisk, L. Divay, R. faults, RSC Adv, 4, 2661 (2014). Martins, I. Ferreira, Transparent aluminium [22]. L Han, L.T. Hung, N.V. Nong, N. Pryds, S. zinc oxide thin films with enhanced Linderoth, The influence of spark plasma thermoelectric properties, J. Mater. Chem. A, sintering temperature on the microstructure 2, 6649 (2014). and thermoelectric properties of Al, Ga dual- [15]. X. Liang, Thermoelectric Transport doped ZnO, Journal of Electronic Materials, properties of Fe-enriched ZnO with high- 42, 7, 1573 (2013). temperature nanostructure refinement, ACS [23]. X Liang, Doctoral thesis: Structure and Appl. Mater. Interfaces, 7, 7927 (2015). thermoelectric properties of ZnO based [16]. D. Chen, Y. Zhao, Y. Chen, B. Wang, H. materials, Havard University (2013). Chen, J. Zhou, Z. Liang, One-step chemical [24]. Z. Zheng, P. Fan, J. Luo, G. Liang, D. Zhang, synthesis of zno/graphene oxide molecular Enhanced room-temperature thermoelectric hybrids for high-temperature thermoelectric performance of in-doped ZnO:Al thin films applications, ACS Appl. Mater. Interfaces, 7, through prefabricated layer doping method, 3224 (2015). Electron. Mater. Lett., 11, 429 (2015). Trang 91