TiO2和CuO掺杂对ZnO导电陶瓷中电子密度和电阻率的影响.pdfVIP

TjO2和CuO掺杂对ZnO导电陶瓷中电子密度和电阻率的影响／韩丽芳等 ·l3 · TiO2和 CuO掺杂对 ZnO导电陶瓷中电子密度和 电阻率的影响 韩丽芳，王 昊 ，徐守磊 ，陈玉辉，雷镇全 ，邓 文 (广西大学物理科学与工程技术学院，南宁 530004) 摘要 测量了ZnO-TiOz和ZnO-CuO导电陶瓷的正电子寿命谱及其电阻率，研究了Ti()2和CuO掺杂对ZnO 陶瓷中电子密度和电阻率的影响。结果表明：在ZnO中加入少量的Ti02，随着Zn0陶瓷中TiOz含量的增加，样品 中的 自由电子密度升高，电阻率降低；在ZnO中加入少量的CuO，随着ZnO陶瓷中CuO含量的增加 ，样品中的 自由 电子密度降低 ，电阻率升高。 关键词 ZnO导电陶瓷 TiO2掺杂 CuO掺杂 电子密度 电阻率 中图分类号 ：TB321 文献标识码：A EffectsofTi02andCuO DopantsontheElectronDensitiesand ResistivityofZnO ConductiveCeramics HAN Lifang，WANG Hao，XU Shoulei，CHEN Yuhui，LEIZhenquan，DENG W en (CollegeofPhysicalScienceandEngineering，Guangm University，Nanning530004) Abstract Thepositron lifetimespectrum and theresistivitymeasurementswereperformedontheZnO-TiO2 andZnO-CuO conductiveceramics．TheeffectsofTiO2andCuO dopantsontheelectrondensitiesandresistivityof ZnO conductiveceramicswerestudied．Theexperimenta1resultsshow thatwiththeincreaseofTi02contentinthe ZnO-basedconductiveceramics，theelectrondensitiesinthebulkandonthegrainboundariesincrease，givingriseto thedecreaseoftheresistivityofthesamples．W iththeincreaseofCuO contentintheZnO-basedceramics，theelectron densitiesinthebulkdecrease，leadingtOtheinereaseoftheresistivityofthesamples． Keywords ZnO conductiveceramic，TiOzdopant，CuO dopant，electrondensity，resistivity 位和Zn间隙都是施主型缺陷；Zn间隙的能级较浅，对本征 0 引言 ZnO的n型导电性起重要作用；Zn空位是浅能级受主型缺 ZnO是第三代半导体材料的主要代表，其禁带较宽，在 陷[17--19]。这些观点需要更多实验的支持。 室温下的禁带宽度约为 3．37eV，激发波长位于近紫外附近； 金属氧化物的掺杂对 ZnO的微观缺陷和电子密度有较 激子束缚能高达 60meV，约是GaN(25meV)的2倍，容易在 大的影响，但 由于能深入探测点缺陷和电子结构层次的实验 室温或更高温度下实现激子发射[12。Zn0具有广泛的应 手段相对较少，至今，人们对 TiO、CuO等金属氧化物在 用I2]，以ZnO为主要原料，分别添加少量的 MgO、Al0、