搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

高压下Li掺杂p型ZnO固溶体的表征

秦杰明 田立飞 蒋大勇 高尚 赵建勋 梁建成

引用本文:
Citation:

高压下Li掺杂p型ZnO固溶体的表征

秦杰明, 田立飞, 蒋大勇, 高尚, 赵建勋, 梁建成

Characterization of the p-type ZnO solid solution by doping Li under high pressure

Qin Jie-Ming, Tian Li-Fei, Jiang Da-Yong, Gao Shang, Zhao Jian-Xun, Liang Jian-Cheng
PDF
导出引用
  • 报道了利用ZnO和Li2O混合物在5GPa, 1200 ℃1500 ℃条件下, 制备Li掺杂p型ZnO(记作ZnO: Li)固溶体的过程. 研究发现, 高压下温度对于ZnO: Li固溶体的导电类型以及结构具有较大的影响. 其中在1500 ℃条件下烧结的ZnO: Li(Li的掺杂量4.5%)表现出良好的p型电学性能, 其电阻率为3.1 10-1cm, 载流子浓度为3.3 1019cm-3, 迁移率为27.7cm2V-1s-1. 通过实验及理论计算确定了其受主能级为110meV, 讨论了压力对p型ZnO的形成和电学性能的影响.
    In this paper, stable Li-doped ZnO solid solution (ZnO: Li) is successfully prepared by sintering the mixture of ZnO and Li2O powders under a pressure of 5 GPa and at temperatures between 1200 ℃ and 1500 ℃. It is found that the high pressure and temperature conditions have significant effects on the electrical conductivity and the structure of the ZnO solid solution. The best p-type ZnO doping 4.5 at.% Li with a resistivity of 3.1 10-1cm, carrier concentration of 3.3 1019cm-3, and mobility of 27.7 cm/Vs is achieved at 1500 ℃. The p-type conduction formed in ZnO is due to acceptor formed by one substitutional Li atom at Zn site, which has an acceptor level of 110 meV. Furthermore, the effects of pressure on formation and electrical properties of the p-type ZnO are discussed.
    • 基金项目: 内蒙古自然科学基金(批准号:2010MS0105), 吉林省科技发展计划项目(批准号:201101103)和国家大学生创新性实验计划项目(批准号:2010A0637)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Natural Science Foundation of Inner Mongolia (Grant No. 2010MS0105), the Scientific and Technological Development Project of Jilin Province, China (Grant No. 201101103), and the National Innovation Experiment Program for University Students (Grant No. 2010A0637).
    [1]

    Choopun S, Vispute R D, Noch W, Balsamo A, Sharma R P, Venkatesan T, Iliadis A, Look D C 1999 Appl. Phys. Lett. 75 3947

    [2]

    Wong E M, Searson P C 1999 Appl. Phys. Lett. 74 2939

    [3]

    Ko H J, Chen Y F, Zhu Z, Yao T, Kobayashi I, Uchiki H 2000 Appl. Phys. Lett. 76 1905

    [4]

    Zhang S B, Wei S H, Zunger A 2001 Phys. Rev. B 63 075205

    [5]

    Van de Walle C G 2000 Phys. Rev. Lett. 85 1012

    [6]

    Ma Y M, Eremets M, Oganov A R, Xie Y, Trojan I 2009 Nature 458 182

    [7]

    Hanfland M, Loa I, Syassen K 2002 Phys. Rev. B 65 184109

    [8]

    Qin J M, Yao B, Yan Y, Zhang J Y, Jia X P, Zhang Z Z, Li B H, Shan C X, Shen D Z 2009 Appl. Phys. Lett. 95 022101

    [9]

    Park C H, Zhang S B, Wei S H 2002 Phys. Rev. B 66 073202

    [10]

    Kim E K, Kim Y S 2007 Superlattices and Microstructures 42 343

    [11]

    Wang X H, Yao B, Cong C X, Wei Z P, Shen D Z, Zhang Z Z, Li B H, Lu Y M, Zhao D X, Zhang J Y, Fan X W, 2010 Thin Solid Films 518 3428

    [12]

    Seko,A, Oba F, Kuwabara A, Tanaka I 2005 Phys. Rev. B 72 024107

    [13]

    Yamamoto T, Katayama H, Yoshida H K, 2000 J. Cryst. Growth. 215 552

    [14]

    Tsukamoto K, Yamagishi C, Koumoto K, Hiroaki Y, 1984 J. Mater. Sci. 19 2493

    [15]

    Zeng Y J, Ye Z Z, Lu J G, XuWZ, Zhu L P, Zhao B H 2006 Appl. Phys. Lett. 89 042106

    [16]

    Lu J G, Zhang Y Z, Ye Z Z, Zeng Y J, He H P, Zhu L P, Huang J Y, Wang L, Yuan J, Zhao B H, Li X H 2006 Appl. Phys. Lett. 89 112113

    [17]

    Qin J M, Wang H, Zeng F M, Li J L,Wan Y C, Liu J H 2010 Acta Phys. Sin. 59 8910 (in Chinese) [秦杰明, 王皓, 曾繁明, 李建利, 万玉春, 刘景和 2010 物理学报 59 8910]

  • [1]

    Choopun S, Vispute R D, Noch W, Balsamo A, Sharma R P, Venkatesan T, Iliadis A, Look D C 1999 Appl. Phys. Lett. 75 3947

    [2]

    Wong E M, Searson P C 1999 Appl. Phys. Lett. 74 2939

    [3]

    Ko H J, Chen Y F, Zhu Z, Yao T, Kobayashi I, Uchiki H 2000 Appl. Phys. Lett. 76 1905

    [4]

    Zhang S B, Wei S H, Zunger A 2001 Phys. Rev. B 63 075205

    [5]

    Van de Walle C G 2000 Phys. Rev. Lett. 85 1012

    [6]

    Ma Y M, Eremets M, Oganov A R, Xie Y, Trojan I 2009 Nature 458 182

    [7]

    Hanfland M, Loa I, Syassen K 2002 Phys. Rev. B 65 184109

    [8]

    Qin J M, Yao B, Yan Y, Zhang J Y, Jia X P, Zhang Z Z, Li B H, Shan C X, Shen D Z 2009 Appl. Phys. Lett. 95 022101

    [9]

    Park C H, Zhang S B, Wei S H 2002 Phys. Rev. B 66 073202

    [10]

    Kim E K, Kim Y S 2007 Superlattices and Microstructures 42 343

    [11]

    Wang X H, Yao B, Cong C X, Wei Z P, Shen D Z, Zhang Z Z, Li B H, Lu Y M, Zhao D X, Zhang J Y, Fan X W, 2010 Thin Solid Films 518 3428

    [12]

    Seko,A, Oba F, Kuwabara A, Tanaka I 2005 Phys. Rev. B 72 024107

    [13]

    Yamamoto T, Katayama H, Yoshida H K, 2000 J. Cryst. Growth. 215 552

    [14]

    Tsukamoto K, Yamagishi C, Koumoto K, Hiroaki Y, 1984 J. Mater. Sci. 19 2493

    [15]

    Zeng Y J, Ye Z Z, Lu J G, XuWZ, Zhu L P, Zhao B H 2006 Appl. Phys. Lett. 89 042106

    [16]

    Lu J G, Zhang Y Z, Ye Z Z, Zeng Y J, He H P, Zhu L P, Huang J Y, Wang L, Yuan J, Zhao B H, Li X H 2006 Appl. Phys. Lett. 89 112113

    [17]

    Qin J M, Wang H, Zeng F M, Li J L,Wan Y C, Liu J H 2010 Acta Phys. Sin. 59 8910 (in Chinese) [秦杰明, 王皓, 曾繁明, 李建利, 万玉春, 刘景和 2010 物理学报 59 8910]

  • [1] 王飞, 李全军, 胡阔, 刘冰冰. 高压导致纳米TiO2形变的电子显微研究. 物理学报, 2023, 72(3): 036201. doi: 10.7498/aps.72.20221656
    [2] 王碧涵, 李冰, 刘旭强, 王毫, 蒋升, 林传龙, 杨文革. 毫秒时间分辨同步辐射X射线衍射和高压快速加载装置及应用. 物理学报, 2022, 71(10): 100702. doi: 10.7498/aps.71.20212360
    [3] 郭静, 吴奇, 孙力玲. 高压下的铁基超导体:现象与物理. 物理学报, 2018, 67(20): 207409. doi: 10.7498/aps.67.20181651
    [4] 段德芳, 马艳斌, 邵子霁, 谢慧, 黄晓丽, 刘冰冰, 崔田. 高压下富氢化合物的结构与奇异超导电性. 物理学报, 2017, 66(3): 036102. doi: 10.7498/aps.66.036102
    [5] 董家君, 姚明光, 刘世杰, 刘冰冰. 高压下准一维纳米结构的研究. 物理学报, 2017, 66(3): 039101. doi: 10.7498/aps.66.039101
    [6] 李晓东, 李晖, 李鹏善. 同步辐射高压单晶衍射实验技术. 物理学报, 2017, 66(3): 036203. doi: 10.7498/aps.66.036203
    [7] 姜贝贝, 王清, 董闯. 基于固溶体短程序结构的团簇式合金成分设计方法. 物理学报, 2017, 66(2): 026102. doi: 10.7498/aps.66.026102
    [8] 王金荣, 朱俊, 郝彦军, 姬广富, 向钢, 邹洋春. 高压下RhB的相变、弹性性质、电子结构及硬度的第一性原理计算. 物理学报, 2014, 63(18): 186401. doi: 10.7498/aps.63.186401
    [9] 吴迪, 赵纪军, 田华. Fe2+取代对MgSiO3钙钛矿高温高压物性的影响. 物理学报, 2013, 62(4): 049101. doi: 10.7498/aps.62.049101
    [10] 张品亮, 龚自正, 姬广富, 刘崧. α-Ti2Zr高压物性的第一性原理计算研究. 物理学报, 2013, 62(4): 046202. doi: 10.7498/aps.62.046202
    [11] 吴宝嘉, 李燕, 彭刚, 高春晓. InSe的高压电输运性质研究. 物理学报, 2013, 62(14): 140702. doi: 10.7498/aps.62.140702
    [12] 吕晓静, 翁春生, 李宁. 高压环境下1.58 μm波段CO2吸收光谱特性分析. 物理学报, 2012, 61(23): 234205. doi: 10.7498/aps.61.234205
    [13] 陈中钧. 高压下MgS的弹性性质、电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(17): 177104. doi: 10.7498/aps.61.177104
    [14] 明星, 王小兰, 杜菲, 陈岗, 王春忠, 尹建武. 菱铁矿FeCO3高压相变与性质的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(9): 097102. doi: 10.7498/aps.61.097102
    [15] 周密, 李占龙, 陆国会, 李东飞, 孙成林, 高淑琴, 里佐威. 高压拉曼光谱方法研究联苯分子费米共振. 物理学报, 2011, 60(5): 050702. doi: 10.7498/aps.60.050702
    [16] 秦杰明, 张莹, 曹建明, 田立飞, 董中伟, 李岳. 高压下制备的透明低阻n-ZnO陶瓷的表征. 物理学报, 2011, 60(3): 036105. doi: 10.7498/aps.60.036105
    [17] 吴宝嘉, 韩永昊, 彭刚, 刘才龙, 王月, 高春晓. 原位高压微米氧化锌电学性质的研究. 物理学报, 2010, 59(6): 4235-4239. doi: 10.7498/aps.59.4235
    [18] 马丽, 高勇. 半超结SiGe高压快速软恢复开关二极管. 物理学报, 2009, 58(1): 529-535. doi: 10.7498/aps.58.529
    [19] 丁迎春, 徐 明, 潘洪哲, 沈益斌, 祝文军, 贺红亮. γ-Si3N4在高压下的电子结构和物理性质研究. 物理学报, 2007, 56(1): 117-122. doi: 10.7498/aps.56.117
    [20] 邵光杰, 秦秀娟, 刘日平, 王文魁, 姚玉书. 氧化锌纳米晶高压下的晶粒演化和性能. 物理学报, 2006, 55(1): 472-476. doi: 10.7498/aps.55.472
计量
  • 文章访问数:  7515
  • PDF下载量:  1256
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-02-24
  • 修回日期:  2012-04-05
  • 刊出日期:  2012-04-05

/

返回文章
返回