WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

В области температур 180-200 K, согласно [9,14], провакансиям в ZnO [9,13,14]. Дело в том, что согласно исходит заполнение литиевых парамагнитных центров одной интерпретации вакансии кислорода в состоянии электронами валентной зоны. Образовавшиеся в валентx VO следует считать мелкими донорами с энергией иониной зоне дырки захватываются F-центрами по реакции зации Ed 0.03-0.05 эВ, которые после перехода элекFx + e+ F+, что приводит к увеличению интенсивнотронов в зону проводимости дают сигнал ЭПР с фактости f -сигнала ЭПР (кривая 1). Дальнейшее тепловое ром g = 1.96 (появление F+-центров) и обеспечивают заполнение F+-состояний электронами валентной зоны высокую электропроводность оксида цинка [3,9,13,14].

в области температур T 250 K ведет к полному исчезВ этом случае зеленую люминесценцию представляют новению f -сигнала.

как следствие захвата неравновесных электронов из зоВажным для нас итогом проведенных экспериментов ++ ны проводимости состояниями VO или излучательных является безызлучательный характер переходов типа переходов электронов от анионных вакансий в состояF+ + e- Fx и Fx + e+ F+, что указывает на отсут+ нии VO в валентную зону ZnO [3,9]. В первом варианте ствие связи между зеленой люминесценцией и вакансиэтой модели вызывает сомнение очень большая энергия ями кислорода в ZnO.

+ ионизации состояний VO, не характерная для мелких Заметим, что специальное легирование медью низководородоподобных доноров в полупроводниках [18], во вольтных катодолюминофоров ZnO, обладающих зелевтором — слишком мало сечение захвата неравновесным свечением, так же как и в рассмотренном случае с + ных дырок состояниями типа VO, что не способствует пленками, позволяет повысить яркость зеленой фото- и развитию подобного механизма люминесценции в полукатодолюминесценции оксида цинка [20].

проводниках n-типа проводимости [14,18].

В настоящее время убедительной выглядит иная трактовка сигналов ЭПР в оксиде цинка [9,12–14,19], 5. Заключение связывающая сигнал с фактором g = 1.96 с электронами зоны проводимости (или с электронами в зоне мелких Проведена термическая диффузия меди в пленки ZnO + доноров) и приписывающая вакансиям VO (F+-центрам) высокого качества и исследованы их люминесцентные фоточувствительный сигнал ЭПР ( f -сигнал), соответсвойства методом КЛ. Обнаружено значительное увелиствующий центрам с аксиальной симметрией и значеничение интенсивности зеленой полосы спектра КЛ пленок ями g-фактора g = 1.9948 и g = 1.9963. В этом слуZnO, легированных медью, по сравнению с нелегированчае обнаруженная сверхтонкая структура сигнала объяс- ными образцами. При 4.2 K зеленая полоса легированняется взаимодействием неспаренного спина электрона ного образца имеет более ярко выраженную фононную с ядрами изотопа Zn (содержание 4.1%, спин J = 5/2).

структуру с периодичностью, соответствующей энергии Условия фотовозбуждения f -сигнала ЭПР таковы, что продольных оптических фононов 72 мэВ. На основе x позволяют заключить: VO представляет собой глубокий полученных результатов установлено, что примесь меди донор с энергией фотоионизации 2.3 эВ. ответственна за образование зеленой полосы в спектре Физика и техника полупроводников, 2004, том 38, вып. 38 Я.И. Аливов, М.В. Чукичев, В.А. Никитенко люминесценции оксида цинка. Предлагается и обосновы- Green luminescense of zinc oxide films вается модель, по которой зеленое свечение в ZnO есть doped with copper by thermal diffusion результат многофононного излучательного распада ак† Ya.I. Alivov, M.V. Chukichev, V.A. Nikitenko цепторных экситонов, образующихся на изоэлектронной примеси меди.

Institute of Microelectronics Technology, Совместные исследования люминесценции и ЭПР Russian Academy of Sciences, показали, что анионные вакансии яляются центрами 142432 Chernogolovka, Russia † безызлучательной рекомбинации неравновесных носитеM.V. Lomonosov Moscow State University, лей заряда.

Department of Physics, 119899 Moscow, Russia Выражаем благодарность К.Э. Таркпеа за помощь в Moscow State University of Communications, исследовании ЭПР. Результаты получены при частичной Moscow, Russia финансовой поддержке фонда НИОКР МПС РФ.

Abstract

Doping high quality monocrystalline ZnO films with Список литературы copper by thermal diffusion has been performed and their luminescent properties have been studied by the cathodoluminescence [1] Y.R. Ryu, S. Zhu, Y.D. Budai, H.R. Chandrasekhar, P.F. Miceli, spectroscopy. Substantial increase in the intensity of the green band H.W. White. J. Appl. Phys., 88, 201 (2000).

for copper doped ZnO films has been observed. The maximum [2] F. Leiter, H. Zhou, F. Henecker, A. Hofstaetter, D.M. Hofposition, the full width of half maximum and the shape of this mann, B.K. Meyer. Physica B, 308–310, 908 (2001).

band at 300 and 78 K are found to be the same in all the cases. At [3] K. Vanheusden, W.L. Warren, C.H. Seager, D.R. Tallant, 4.2 K, a clearly visible phonon structure of the copper doped films’ J.A. Voigt, B.E. Gnade. J. Appl. Phys., 79, 7983 (1996).

green band with the phonon energy 72 meV has been registered, [4] C.G. Van de Walle. Phys. Rev. Lett., 85, 1012 (2000).

phonon peaks having fine tryplet structure instead of the dublet [5] R. Dingle. Phys. Rev. Lett., 23, 579 (1968).

structure usually observed. This is explained as a result of radiative [6] I. Broser, R. Germer, H.I. Shulz, K. Wisznewski. Sol. St.

recombination of localized on copper centers acceptor excitons Electron., 21, 1597 (1978).

interacting with each of the subbands of the valence band.

[7] R. Kuhnert, R. Helbig. J. Luminesc., 26, 203 (1981).

On the basis of both the experimental data on the cathodolu[8] D.Y. Robbins, D.C. Herbert, P.Y. Dean. J. Phys. C, 14, minescense of films and luminescense and electron paramagnetic (1981).

resonanse studies of bulk crystals a conclusion is drawn that re[9] И.П. Кузьмина, В.А. Никитенко. Окись цинка. Получение sponsible for typical green luminescense of ZnO are uncontrollable и оптические свойства (М., Наука, 1984).

copper centers that are always present in this material.

[10] S.B. Zhang, S.-H. Wei, Alex Zunger. Phys. Rev. B, 63, 75 (2001).

[11] М.В. Чукичев, Б.М. Атаев, В.В. Мамедов, Я.И. Аливов, И.И. Ходос. ФТП, 36, 1052 (2002).

[12] K. Tarkpea, A. Ots, V.A. Nikitenko. J. Phys. Chem. Sol., 55, 1353 (1994).

[13] В.А. Никитенко, К.Э. Таркпеа, И.В. Пыканов, С.Г. Стоюхин. ЖПС, 68, 384 (2001).

[14] В.А. Никитенко. ЖПС, 52, 367 (1992).

[15] G. Muller. Phys. St. Sol. (b), 76, 525 (1976).

[16] Yasuo Kanai. Jap. J. Appl. Phys., 30, 703 (1991).

[17] В.И. Соколов. ФТП, 28, 545 (1994).

[18] А.М. Гурвич. Введение в физическую химию кристаллофосфоров (М., Высш. шк., 1982).

[19] G. Neumann. Curr. Topics Mater. Sci., 7, 269 (1981).

[20] В.А. Никитенко, С.В. Мухин, С.П. Пивнева, Г.Р. Власьянц, С.Г. Стоюхин, Е.А. Серов. Электрон. техн., сер. 4, вып. 2 (137), 5 (1992).

Редактор Л.В. Шаронова Физика и техника полупроводников, 2004, том 38, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.