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溶胶-凝胶法制备Li-N双掺p型ZnO薄膜的结构、光学和电学性能

王德义 高书霞 李刚 赵鸣

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溶胶-凝胶法制备Li-N双掺p型ZnO薄膜的结构、光学和电学性能

王德义, 高书霞, 李刚, 赵鸣

The structure,optical and electrical properties of Li-N dual-acceptor doped p-type ZnO thin films prepared by sol-gel method

Wang De-Yi, Gao Shu-Xia, Li Gang, Zhao Ming
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  • 采用溶胶-凝胶法在n型Si(100)衬底上沉积Li-N双掺杂ZnO薄膜,经X射线衍射和扫描电镜图片分析,所制备薄膜具有多晶纤锌矿结构和高的c轴择优取向.室温下霍尔效应测试结果显示Li-N双掺杂ZnO薄膜具有p型导电特性.在Li掺杂量为15.0at%,Li/N(摩尔比)为1∶1,700℃退火等优化条件下得到的最佳电学性能结果是:电阻率为0.34 Ω·cm,霍尔迁移率为16.43 cm2/V·s,载流子浓度为2.79×1019 cm-3
    Li-N dual-doped ZnO thin films were deposited on n-type Si(100) substrates with Sol-gel method. Then the deposited films were analyzed by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The results show that the films have polycrystalline wurtzite-structure and high c-axis preferred orientation. The analysis of the results of the deposited thin films tested in the Hall measurement at room temperature shows that these thin films have p-type electrical conductivity. The optimized results obtained at 15.0at% Li-N dual-doped concentration are 0.34 Ω·cm for the electrical resistivity,16.43 cm2/V·s for the Hall mobility and 2.79×1019 cm-3 for the hole concentration,respectively. The photoluminescence (PL) spectra show that the thin films have strong emission of near-ultraviolet (UV) and violet light. However,the defect-related deep level emission is weak in visible regions. The effects of Li-N dual-doping concentration and annealing temperature on the structural,optical and electrical properties are also discussed in this paper.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:50602037)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-06-12
  • 修回日期:  2009-09-22
  • 刊出日期:  2010-05-15

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