Study of intense pulsed ion beam irradiation effect on magnetron sputtered ZnO thin films

Recent Contributions to Physics, 2026

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.26577/rcph98320263
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

ZnO thin films were fabricated via magnetron sputtering on FTO substrates and subsequently modified by different intense pulsed ion beam (IPIB) irradiations (5-20 A/cm2) and 10 A/cm2 with different pulse numbers (1, 3, and 6 pulses). IPIB treatment induces transformation of uniform nanograins into coarser, agglomerated, partially fused structures, and with a non-monotonic evolution of surface roughness. Despite these surface modifications, the ZnO films retain their hexagonal wurtzite crystal structure and have negligible changes in optical bandgap (~3.2 eV) that reveals the preservation of the bulk electronic structure. Additionally, irradiation alters the surface composition and introduces defect states, as reflected by changes in XPS in Zn/O ratio and increased interfacial heterogeneity. At moderate irradiation conditions, partial surface smoothing and structural relaxation occur, whereas higher fluence (multiple pulses) leads to significant defect accumulation. As a result, after testing photoactivity irradiated samples have increased interfacial charge-transfer resistance and reduced photocurrent density. Overall, IPIB irradiation predominantly modifies surface properties, and excessive defect formation under high fluence conditions deteriorates charge transport and photoelectrochemical performance.