p型透明导电氧化物LaCuOS地研究进展.pdfVIP

助 能 材 料 p型透明导电氧化物LaCuOS的研究进展术 董培明，张铭，兰伟，董国波，严 辉 (北京工业大学材料学院薄膜实验室，北京100022) 摘要： 透明导电氧化物半导体的出现开拓了光电子 器件研究的新领域，但是缺少性能良好的p型材料就限 电子输运特性，发现其为空穴导电的p型半导体。最初 制了透明导电氧化物的利用空间。LaCuOS由于其结构、的研究主要集中在它的热电和超导的应用上，最近几年 电学和光学等方面具有许多的优点，成为近年来p型半 它的光学性能才逐渐被人们重视。本文将介绍LaCu0S 薄膜的基本性质、制备方法及光电学性能与其应用研究 导体的研究热点．介绍了p型LaCuos薄膜的基本性质， 综述了不同的制备工艺并对其光电学与应用方面进行 进展。 了研究总结。 2 LaCu0S的设计及其结构 关键词： p型透明导电氧化物；层状结构；LaCuOS 薄膜 中图分类号：n4304．2；TN305．92文献标识码：A 文章编号： 1001．973l(2007)增刊一0294．04 大的电负性而造成的。空穴局域性。而S3p轨道与Cu 1 引 言 减少O空穴的局域性，提高空穴导电能力。如图l所示， Cu 71。 透明导电氧化物(．ICO)，既具有可见光范围光学透 4s轨道处在导带底，S．Cu杂化轨道处在价带顶【l states 明性，又具有良好的导电性，因此被广泛地应用于光电 ami—bonding Ic且0 _一I cu4so ns2 子器件中。但迄今为止，投入实际应用的透明导电半导 ，／ 、 体都属于n型，缺少好的p型材料就限制了透明导电半 并井√ I 导体的利用空间。透明就意味着材料的能带隙宽度大 M出I ＼ ￡口 j I 皈3ev)而自由电子少，另一方面，电导率高的材料 又往往像金属自由电子多，从而不透明，因此设计和制 备既具有可见光透明性，又具有良好导电性的透明导电 氧化物具有很大的难度。p型TCO材料缺乏除了具有 透明与导电的矛盾外，主要归因于这类金属氧化物所具 有的特殊的电子结构【1】。金属氧化物中O原子的2p能 图l kCuoS分子轨道能级示意图 级一般都远低于金属原子的价带电子能级，故金属离子 l Schematicmolecularof Fig diagram 和氧以离子键结合，基本上属于离子化合物。由于离子 晶体结构如图2。 键对电子的强局域化作用，因此，空穴全都局域在氧离 子附近，在外电场作用下也很难移动。如何减小空穴被 固定的程度是设计p型TCO的难点。直到1997年， Kaw配oe【21等提出了价带化学修饰理论