ZnO的点缺陷结构与P型化转变的研究进展.pdfVIP

· 22 · 材料导报A：综述篇 2011年 1月(上)第25卷第 1期 ZnO的点缺陷结构与 P型化转变的研究进展 成鹏飞，张英堂，余花娃 (西安工程大学理学院，西安 710048) 摘要 ZnO是一种典型的直带隙宽禁带半导体材料，是下一代光电材料的代表。但由于P型化转变困难，使 ZnO在光电领域的应用受到了极大限制。系统分析 了Zn()的本征点缺陷结构和P型化转变方面的理论和实验研究 成果，认为ZnO的n型电导应起源于本征点缺陷Zn，或V(。通过V族元素实现P型化转变的关键在于其稳定性，因 此通过亚稳的点缺陷之间的相互作用实现相对较稳定的p-ZnO是V族元素掺杂实现P型化转变的研究方向。考虑 到 I族元素在ZnO中的固溶度较高且受主能级较浅，通过 I族元素的掺杂实现高电导p-ZnO也是实现 P型化转变 的思路；但是 I族元素的掺杂会引起严重的自补偿，因此实现 l族元素在 ZnO晶格 中的定位是 I族元素掺杂实现P 型化转变的研 究方 向。 关键词 ZnO薄膜 p型化 点缺陷 中图分类号：TN304 文献标识码 ：A TheResearchDevelopmentofthePointDefectStructureand P—TypeTransitionofZnO CHENG Pengfei，ZHANG Yingtang，YU Huawa (SchoolofScience，Xi’anPolytechnicUniversity，Xi’an710048) Abstracts ZnO iSanimportantsemiconductormateria1fornextgenerationoptoelectronicdevicesforthedirect energy-gapof3．37eV．Butthetransitionofp-typeZnO isstillthebottleneckoftheapplicationofZnO in optoelec— tronicdevices．Theresultsintheoryandexperimentaboutintrinsicpointdefectstructureandthetransitionofp-type ZnO arereviewedandanalyzed．Itispointedoutthatn-typeconductivitycomesfrom intrinsicpointdefectofzincin— terstitialsoroxygenvacancies．Thepivotalbottleneckforp-ZnObygroup—V elementsliesinthestability．Therefore， therealizationofrelativestablep-typeZnO throughthereactionbetweendifferentmetastablepointdefectsmaybea researchdirection．Regardingthehighsolubilityandloweracceptorlevelsofgroup-I elementsinZnO，higheondue— tivep-ZnOmaybeobtainedbydopinggroup-Ielements．Fortheexistenceofsevereself-compensation，therealiza— tionoforientationofgroup-T elementsinZnO latticeiSanotherresearchdirection． Keywords ZnO film，p-typetransition，pointdefect 合分析相关研究结果 ，探讨