Zinc oxide (ZnO) films have been grown on gold (111) by electrodeposition using two different OH sources, nitrate and peroxide, in order to obtain a comparative study between them. The morphology, structural and optical characterization of the films were investigated depending on the solution used (nitrate and peroxide) and the applied potential. Scanning electron microscopy pictures show different morphologies in each case. X-ray diffraction confirms that the films are pure ZnO oriented along the (0002) direction. ZnO films have been studied by photoluminescence to identify the emission of defects in the visible range. A consistent model that explains the emissions for the different electrodeposited ZnO films is proposed. We have associated the green and yellow emissions to a transition from the donor OH to the acceptor zinc vacancies (VZn) and to interstitial oxygen (Oi0), respectively. The orange-red emission is probably due to transitions from the conducting band to Oi and OZn0 defects and the infrared emission to transition from these Oi−/2− and OZn0/− defects to the valence band.

1.
C. H.
Ahn
,
Y. Y.
Kim
,
D. C.
Kim
,
S. K.
Mohanta
, and
H. K.
Cho
,
J. Appl. Phys.
105
,
013502
(
2009
).
2.
H. T.
Wang
,
B. S.
Kang
,
F.
Ren
,
L. C.
Tien
,
P. W.
Sadik
,
D. P.
Norton
,
S. J.
Pearton
, and
J.
Lin
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
243503
(
2005
).
3.
S. M.
Al-Hilli
,
R. T.
Al-Mofarji
,
P.
Klason
,
M.
Willander
,
N.
Gutman
, and
A.
Sa’ar
,
J. Appl. Phys.
103
,
014302
(
2008
).
4.
U.
Ozgur
,
Y. I.
Alivov
,
C.
Liu
,
A.
Teke
,
M. A.
Reshchikov
,
S.
Dogan
,
V.
Avrutin
,
S.-J.
Cho
, and
H.
Morkoc
,
J. Appl. Phys.
98
,
041301
(
2005
).
5.
C.
Klingshirn
;
Phys. Stat. Sol.
(b)
244
,
3027
(
2007
).
6.
T.
Tsubota
,
M.
Ohtaki
,
K.
Eguchi
, and
H.
Arai
,
J. Mater. Chem.
7
,
85
(
1997
).
7.
M. A.
Garcia
,
A.
Quesada
,
J. L.
Costa-Krämer
,
J. F.
Fernández
,
S. J.
Khatib
,
A.
Wennberg
,
A. C.
Caballero
,
M. S.
Martín-González
,
M.
Villegas
,
F.
Briones
,
J. M.
González-Calbet
, and
A.
Hernando
,
Phys. Rev. Lett.
94
,
217206
(
2005
).
8.
A.
Serrano
,
E. F.
Pinel
,
A.
Quesada
,
I.
Lorite
,
M.
Plaza
,
L.
Pérez
,
F.
Jiménez-Villacorta
,
J.
de la Venta
,
M. S.
Martín-González
,
J. L.
Costa-Krämer
,
J. F.
Fernandez
,
J. G.
Llopis
, and
M. A.
Garcia
,
Phys. Rev. B
79
,
144405
(
2009
).
9.
J. F.
Fernández
,
A. C.
Caballero
,
M.
Villegas
,
S. J.
Khatib
,
M. A.
Bañares
,
J. L. G.
Fierro
,
J. L.
Costa-Kramer
,
E.
Lopez-Ponce
,
M. S.
Martín-González
,
F.
Briones
,
A.
Quesada
,
M.
García
, and
A.
Hernando
,
J. Eur. Ceram. Soc.
26
,
3017
(
2006
).
10.
M. S.
Martin-Gonzalez
,
J. F.
Fernandez
,
F.
Rubio-Marcos
,
I.
Lorite
,
J. L.
Costa-Kramer
,
A.
Quesada
,
M. A.
Banares
, and
J. L. G.
Fierro
,
J. Appl. Phys.
103
,
083905
(
2008
).
11.
M. S.
Martin-Gonzalez
,
M. A.
Garcia
,
I.
Lorite
,
J. L.
Costa-Kramer
,
F.
Rubio-Marcos
,
N.
Carmona
, and
J. F.
Fernandez
,
J. Electrochem. Soc.
157
,
E31
(
2010
).
12.
M. S.
Martín-Gonzalez
,
C. S.
Steplecaru
,
F.
Briones
,
E.
López-Ponce
,
J. F.
Fernández
,
M. A.
García
,
A.
Quesada
,
C.
Ballesteros
, and
J. L.
Costa-Krämer
,
Thin Solid Films
518
,
4607
(
2010
).
13.
W.
Lee
,
M.-C.
Jeong
, and
J.-M.
Myoung
,
Acta Mater.
52
,
3949
(
2004
).
14.
S.
Yanagida
,
G. K. R.
Senadeera
,
K.
Nakamura
,
T.
Kitamura
, and
Y.
Wada
,
J. Photochem. Photobiol., A:
166
,
75
(
2004
).
15.
Y.
Gao
and
M.
Nagai
,
Langmuir
22
,
3936
(
2006
).
16.
M.
Willander
O. Nur, Q. X. Zhao, L. L. Yang, M. Lorenz, B. Q. Cao, J. Zúñiga Pérez, C. Czekalla, G. Zimmermann, M. Grundmann, A. Bakin, A. Beherends, M. Al-Suleiman, A. El-Shaer, A. Che. Mofor, B. Postels, A. Waag, N. Boukos, A. Travlos, H. S. Kwack, J. Guinard, and D. Le Si Dang,
Nanotechnology
20
,
332001
(
2009
).
17.
S.
Kishwar
,
K.
ul Hasan
,
N. H.
Alvi
,
P.
Klason
,
O.
Nur
, and
M.
Willander
,
Superlattices Microstruct.
49
,
32
(
2011
).
18.
Z. P.
Wei
,
Y. M.
Lu
,
D. Z.
Shen
,
Z. Z.
Zhang
,
B.
Yao
,
B. H.
Li
,
J. Y.
Zhang
,
D. X.
Zhao
,
X. W.
Fan
, and
Z. K.
Tang
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
042113
(
2007
).
19.
W.
Liu
,
S. L.
Gu
,
J. D.
Ye
,
S. M.
Zhu
,
S. M.
Liu
,
X.
Zhou
,
R.
Zhang
,
Y.
Shi
,
Y. D.
Zheng
,
Y.
Hang
, and
C. L.
Zhang
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
092101
(
2006
).
20.
Y. R.
Ryu
,
T. S.
Lee
,
J. A.
Lubguban
,
H. W.
White
,
Y. S.
Park
, and
C. J.
Youn
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
153504
(
2005
).
21.
A.
Tsukazaki
,
A.
Ohtomo
,
T.
Onuma
,
M.
Ohtani
,
T.
Makino
,
M.
Sumiya
,
K.
Ohtani
,
S. F.
Chichibu
,
S.
Fuke
,
Y.
Segawa
,
H.
Ohno
,
H.
Koinuma
, and
M.
Kawasaki
,
Nature Mater.
4
,
42
(
2005
).
22.
Y.
Ryu
,
T.-S.
Lee
,
J. A.
Lubguban
,
H. W.
White
,
B.-J.
Kim
,
Y.-S.
Park
, and
C.-J.
Youn
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
241108
(
2006
).
23.
T.
Aoki
,
Y.
Hatanaka
, and
D. C.
Look
,
Appl. Phys. Lett.
76
,
3257
(
2000
).
24.
Z. Z.
Ye
,
J. G.
Lu
,
Y. Z.
Zhang
,
Y. J.
Zeng
,
L. L.
Chen
,
F.
Zhuge
,
G. D.
Yuan
,
H. P.
He
,
L. P.
Zhu
,
J. Y.
Huang
, and
B. H.
Zhao
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
113503
(
2007
).
25.
T. Pauportéand
D.
Lincot
,
Electrochim. Acta
45
,
3345
(
2000
).
26.
S.
Peulon
and
D.
Lincot
,
J. Electrochem. Soc.
145
,
864
(
1998
).
27.
T.
Pauporté
and
D.
Lincot
,
J. Electroanal. Chem.
517
,
54
(
2001
).
28.
S.
Peulon
and
D.
Lincot
,
Adv. Mater.
8
,
166
(
1996
).
29.
M.
Izaki
and
T.
Omi
,
Appl. Phys. Lett.
68
,
2439
(
1996
).
30.
T.
Pauporté
and
D.
Lincot
,
J. Electrochem. Soc.
148
,
C310
(
2001
).
31.
M. S.
Martin-Gonzalez
,
J.
Garcia-Jaca
,
E.
Moran
, and
M. A.
Alario-Franco
,
J. Mater. Chem.
9
,
137
(
1999
).
32.
M.
Martin-Gonzalez
,
E.
Moran
,
O.
Rodriguez de la Fuente
, and
M. A.
Alario-Franco
,
J. Mater. Chem.
11
,
616
(
2001
).
33.
M. J. N.
Pourbaix
,
Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solutions
(
Pergamon
,
New York
,
1966
).
34.
T.
Mahalingam
,
V. S.
John
,
M.
Raja
,
Y. K.
Su
, and
P. J.
Sebastian
,
Sol.Energy Mater. Sol. Cells
88
,
227
(
2005
).
35.
M.
Lai
,
Chem. Mater.
18
,
2233
(
2006
).
36.
S.
Karuppuchamy
,
K.
Nonomura
,
T.
Yoshida
,
T.
Sugiura
, and
H.
Minoura
,
Solid State Ionics
151
,
19
(
2002
).
37.
X.
Han
,
R.
Liu
,
W.
Chen
, and
Z.
Xu
,
Thin Solid Films
516
,
4025
(
2008
).
38.
T.
Ren
,
H. R.
Baker
, and
K. M.
Poduska
,
Thin Solid Films
515
,
7976
(
2007
).
39.
T.
Yoshida
,
D.
Komatsu
,
N.
Shimokawa
, and
H.
Minoura
,
Thin Solid Films
451–452
,
166
(
2004
).
40.
J.
Yu
and
M.
Kupferle
Water
,
Air
,
Soil Pollut.
9
,
245
(
2009
).
41.
A. B.
Djurišić
and
Y. H.
Leung
,
Small (
Wiley-VCH
, Weinheim,
2006
), Vol.
2
, p.
944
.
42.
A.
Janotti
and
C. G.
Van de Walle
,
Phys. Rev. B
76
,
165202
(
2007
).
43.
P. S.
Xu
,
Y. M.
Sun
,
C. S.
Shi
,
F. Q.
Xu
, and
H. B.
Pan
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B
199
,
286
(
2003
).
44.
S. A. M.
Lima
,
F. A.
Sigoli
,
M.
Jafelicci
 Jr.
, and
M. R.
Davolos
,
Int. J. Inorg. Mater.
,
3
,
749
(
2001
).
45.
B.
Lin
,
Z.
Fu
,
Y.
Jia
, and
G.
Liao
,
J. Electrochem. Soc.
148
,
G110
(
2001
).
46.
E. V.
Lavrov
,
J.
Weber
,
F.
Börrnert
,
C. G.
Van de Walle
, and
R.
Helbig
,
Phys. Rev. B
66
,
165205
(
2002
).
47.
E. V.
Lavrov
,
F.
Börnert
, and
J.
Weber
,
Phys. Rev. B
72
,
085212
(
2005
).
48.
R. B.
Lauer
,
J. Phys. Chem. Solids
34
,
249
(
1973
).
49.
J. C.
Simpson
,
J. F.
Cordora
,
J. Appl. Phys.
63
,
1781
(
1998
).
50.
K.
Kuriyama
,
M.
Ooi
,
K.
Matsumoto
, and
K.
Kushida
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
242113
(
2006
).
51.
J.
Cizek
,
N.
Zaludova
,
M.
Vlach
,
S.
Danis
,
J.
Kuriplach
,
I.
Prochazka
,
G.
Brauer
,
W.
Anwand
,
D.
Grambole
,
W.
Skorupa
,
R.
Gemma
,
R.
Kirchheim
, and
A.
Pundt
,
J. Appl. Phys.
103
,
053508
(
2008
).
52.
G.
Brauer
,
J.
Kuriplach
,
J.
Cizek
,
W.
Anwand
,
O.
Melikhova
,
I.
Prochazka
, and
W.
Skorupa
,
Vacuum
81
,
1314
(
2007
).
53.
A. B.
Djurisic
,
Y. H.
Leung
,
K. H.
Tam
,
L.
Ding
,
W. K.
Ge
,
H. Y.
Chen
, and
S.
Gwo
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
103107
(
2006
).
54.
Y.
Yang
,
H.
Yan
,
Z.
Fu
,
B.
Yang
,
L.
Xia
,
Y.
Xu
,
J.
Zuo
, and
F.
Li
Solid State Commun.
,
138
,
521
(
2006
).
You do not currently have access to this content.