Se与S与ZnO合金%2f化的化学状态、晶体结构与物理性能.pdfVIP

se和S与ZnO合盒化的化学状态、晶体结构和物理性能 姚斌，潘总林 。崮科学院长春光学麓妻是矍：；；：i挈箬所激发奄重点史验室 通过选取台适元素M与ZnO台金化制备Zn4)-M台金化台物．不但可以改变ZnO的禁带 宽度使之成为垒层或阱崖材料，而且可以通过提高价带顶能级仟置，降低。型掺杂元素的离化 能。近年柬，利用阳离子等屯子替代制备ZnO含金化台物，如M癣nO，CdZnO，方面的研究 工作开展的很多：研究表明，MgZnO台金虽然是理想的皇崖材料．但由于Mg掺八使ZnO价 带顶能级F移．导致受主离化能增加，小利于P型掺杂。乖工作将通过阴离子等电子替代制备 ZnO台金，研究这种替代对ZnO台盒晶体结构和电子结构的影响规律和机制。 本T作选取VI主族元素S和se为合金化元素。利用磁控溅射技术。通过Ar和n混合气 体溅射ZnS或ZnSe陶瓷靶的方法制各Zn．O+M(MSe，S)台金薄膜。通过改变Ar和O，的比 恻，改变Zn-O-M的成分。 肖用Ar和02混音气体溅射ZnSe靶时，无论怎样调整Ar和O2比例．都没青实现阴高子 O“和se‘的替代，制备出ZnO…Se 同游体。而是获得，se替代zn形成的zn。se【。02非晶化 台物固】给出Zn，SenO，非晶化台物TEM旺场照片和电子街射圈。利用宣温吸收光谱删得其 光学带隙为4-5eV。z“…SeOl非品不稳定，在Ar气氛下，绎400。C热处理】5rain，晶化为ZnO 和Set3，，SeO，升毕。 }■[oE— “ ‘ 。2w五一}” 图IZn…Se02非晶化合物TEM明场照片图2不同S含量ZnO…S台金的XRD图 插图为其电子衍射图 当用Ar和02混合气体溅射ZnS靶时，通过调整^r和02比例，实现了阴离子替代，制 备出znO。S。固溶体。在富O边，ZnO。S。固溶体呈现纤锌矿A方结构，在膏S边，呈闪锌矿 立方结构，如图2所示。ZnO。S。同溶体的禁带宽度随S含最的增加呈非线性变化．在富0边， 禁带宽度随S增加而减小，在富S成分，随S含量增加而增加。光学带隙随S台量垒化表现出 ev 明显的弓形效应，光学弓形参数为319 Hall测量表明：纤锌矿ZnO。．。s，固溶体呈现n型导 电特性．且睫S吉景增肛．电阻章增加，载流子昧度下降，迁移幸变小。 本文还对zn。SehO和ZnOhS。的形成．禁带宽度变化，导带和价带带阶跃变化盟其对P 掣掺杂舸影响的规律和物理机制进行了讨论。