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铟磷共掺杂p型氧化锌薄膜形成机理和性质
  • ISSN号:1000-7032
  • 期刊名称:《发光学报》
  • 时间:0
  • 分类:O482.31[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激发态物理重点实验室,吉林长春130033, [2]中国科学院研究所院,北京100049, [3]吉林大学物理学院,吉林长春130021
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学重点基金(50532050);国家“973”计划(2006CB604906);国家自然科学基金(60506014)资助项目
中文摘要:

利用射频磁控溅射在石英衬底上生长出铟磷共掺氧化锌薄膜(ZnO:In,P),所用靶材为掺杂五氧化二磷(P2O3)和氧化铟(In:O3)的氧化锌(ZnO)陶瓷靶,掺杂质量分数分别为1.5%和0.3%,溅射气体为Ar和O2的混合气体。原生ZnO薄膜是绝缘的,600℃退火5min后导电类型为n型,而800℃退火5min后为P型。P型ZnO薄膜的电阻率、载流子浓度和霍尔迁移率分别为12.4Ω·cm,1.6×10^17cm^-3和3.29cm^2·V^-1·s^-1。X射线衍射测量结果表明所有样品都只有(002)衍射峰,并与相同条件下生长的未掺杂ZnO相比向大角度方向偏移,意味着In和P都占据Zn位。XPS测试结果表明在共掺ZnO薄膜中P不是取代0而是取代Zn。因此,铟磷共掺ZnO薄膜中,In和P都取代Zn,并且PZn与2个锌空位(VZN)形成PZn-2VZn复合受主,薄膜表现为P型。

英文摘要:

In, P codoped ZnO [ ZnO: (In, P) ] films were grown on quartz by radio frequency magnetron sputtering, the ZnO target was mixed with 1.5% P2O5 and 0.3% In2O3 ,and the mixing gas of Ar and O2 was used as the sputtering gas. The as-grown ZnO: (In,P) film shows insulating conduction, but n-type conductivity after annealing at 600 ℃ for 5 min, and p-type conduction after annealing at 800℃ for 5 min. The p-type ZnO: (In,P) has a resistivity of 12.4 Ω·cm, a cartier concentrativity of 1.6 × 10^17 cm^-3 and a Hall mobility of 3.29 cm^2·V^-1· s^-1. XRD measurement indicates that both the as-grown and annealed ZnO: (In,P) films have a preferred (002) orientation and larger (002) diffraction angles than that of undoped ZnO prepared at the same conditions, implying that both In and P occupy Zn site in the ZnO: (In,P). The XPS result confirm that the P substitutes Zn site (PZn) but not O site in the ZnO: (In,P). Therefore, it was suggested that both In and P substitute at Zn sites in the ZnO: (In,P) and the Pzn combines with two Zn vacancies( VZn ) to form a PZn-2VZn acceptor complex, which is responsible to p-type conductivity of the ZnO: (In,P).

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期刊信息
  • 《发光学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会发光分会 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
  • 主编:申德振
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:fgxbt@126.com
  • 电话:0431-86176862
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7032
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1116/O4
  • 邮发代号:12-312
  • 获奖情况:
  • 物理学类核心期刊,2000年获中国科学院优秀期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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