ZnO薄膜的p型掺杂难度
2009-09-19 邢光建 北京石油化工学院材料科学与工程系
ZnO为II-VI族化合物半导体材料,具有压电、热电、气敏、光电等多种性能,在许多领域都有广泛的应用。近年来ZnO在光电领域的应用引起了人们的很大关注,这是由于ZnO 在室温下禁带宽度为3.37eV,可以用来制备蓝光或紫外发光二极管(LEDs)和激光器(LDs)等光电器件。尤其是ZnO具有较高的激子束缚能(60meV),大于GaN的24meV,完全有可能在室温下实现有效的激子发射,因此在光电领域具有极大的发展潜力。
ZnO在光电领域的应用依赖于高质量的n型和p型薄膜的制备。目前人们通过掺杂己经获得了具有较好电学性能的n型ZnO。然而本征ZnO在内部容易产生各种施主型缺陷,发生自补偿作用使得p 型ZnO薄膜难以制备,这种情况很大程度上限制了ZnO薄膜在光电器件方面的发展。因此如何进行掺杂获得高质量的p型ZnO薄膜一直是ZnO研究领域的难点和热点,尽管近几年科研人员制备出了p-ZnO薄膜,但大都存在着一些问题,高载流子浓度、低电阻、电学性能稳定的p-ZnO薄膜的制备问题依然困扰着ZnO材料的发展。如何通过理论和实验找到合适的受主杂质实现高质量的p型掺杂将对ZnO的实际应用起到极大的推动作用。
p型ZnO透气膜其特性很难提纯的因为大部分是考虑到ZnO长期存在越多的本征施主弊病而会导致的自补充不确定性。ZnO的本征点弊病大部分有6 种性状:氧空位VO、锌空位VZn、反位氧OZn、反位锌ZnO、摩擦氧Oi和摩擦锌Zni。氧空位VO为正电中央,拥有负库仑的抓住势,其导带能级向低能手机手机,渗入带隙确立施主能级。锌空位VZn为负电中央,其价带能级向胆因醇目标手机手机,渗入带隙确立受主能级。OZn弊病是O赢得口碑Zn 水分子地段制造Zn的O反位,它抓住近邻水分子的价微电子确立负电中央,价带能级渗入带隙确立受主弊病。而ZnO弊病是O的Zn反位弊病而变成了正电中央,导带能级渗入带隙确立施主弊病。摩擦锌Zni为正电中央,其导带能级向低能手机手机,渗入带隙确立施主能级,而Oi弊病态则是价带顶的受主能级。 图1 示出了据此6种缺欠的能级原因,从下图也不错严重分辨,ZnO的6种本征缺欠中Oi和VZn是浅受主,而VO、Zni和ZnO是施主型缺欠。缺欠生成的难易因素不错用生成能的低高来发现,VO和Zni即使在富Zn和富O生活条件下的生成能都很低(见图2),较之VZn和Oi更简单在ZnO中留存。这种施主的留存,才可以房屋补赏费用p 型浅受主,也就是说所谓的的自房屋补赏费用效用。参杂生成反型缺欠的的阶段是标准管理体系热量转换大幅度有效降低的的阶段,由此是标准管理体系更趋和平态的一定成果。禁上行速率程度越大,自房屋补赏费用导致的的热量转换大幅度有效降低越偏态,对宽禁带涂料参杂时更简单呈现自房屋补赏费用,全部利用普通的参杂难建立涂料的反型。 











等阴阳离子体强化有机化学气相色谱仪的堆积(PECVD)是有效利用微波加热或频射等使含保护膜
电容器耦合电路措施是由与地面的蓄电池放电室(由黏结公式不大的的原材料如石英晶体转化成)
从ZnO薄膜和珍珠棉的结晶体格局、光电技术能、电学能、光电技术性能指标、气敏性能指标
响应磁控溅射技能是岩浆岩化学物质pet薄膜的主要是途径一种。岩浆岩多块基本成分