ZnO导电类型和发光机理的新探索

摘要

目前一般认为ZnO的n性导电源于ZnO中的氧空位(Vo)，它的紫外发光来自自由激子及其声子伴线的发光。本文的研究结果得出了不同的看法。大量实验结果表明，无论是ZnO的n性导电处是它的紫外发光都与ZnO中的锌填隙有关。实验样品采用从美国KMT公司购买的ZnO单晶片，在800℃温度下氮气氛中热扩散掺Zn。XPS测量结果指出，扩散后样品中Zn组分与O组分的比明显增加，说明有更多的Zn进入ZnO中。测量室温下的PL光谱发现紫外光明显增强，同时可见光峰位移动；而霍尔测量数据表明样品中的电子浓度增加，未作任何处理的ZnO单晶的电子浓度为1016，在800℃温度下热扩散zn后样品的电子浓度达到1018。显然，这些变化都与样品中的过量锌有关。