【摘要】 在制备氧化锌薄膜的各种方法中，金属有机化学气相沉积(MOCVD)具有许多独特而独特的优点

ZnO 具有3.37 eV 的宽带隙和60meV 的高室温激子结合能，这确保了基于 ZnO 的器件在室温有效地运行。因此，ZnO 化合物因其在蓝紫光和近紫外光谱区域(如发光二极管、激光二极管和光探测器)中的广泛应用而引起人们的关注。

 

然而，自补偿效应是 p 型 ZnO 生长的主要障碍，这极大地限制了其在器件中的广泛应用。ZnO 薄膜的导电类型取决于它们的结构和固有缺陷，例如 Zni (间隙锌) ，VO (氧空位) ，VZn (锌空位)和 Ai (间隙氧)[7]。在生长过程中，内在 n 型供体(如 Zni 和 VO 或 H 掺杂剂)的产生在热力学上比内在 p 型受体(如 VZn 和 Ai)更有利。

 

测定的光学特性，例如吸收光谱、光致发光光谱、低温光致发光光谱和温度依赖的光致发光光谱，可以有效地揭示掺锑氧化锌薄膜的光学禁带、缺陷态、杂质束缚激子的再结合和受体结合能特性。

 

在制备氧化锌薄膜的各种方法中，金属有机化学气相沉积(MOCVD)具有许多独特而独特的优点，例如生长速度可控、低毒性金属有机锑和锌前驱体的便利性，以及易于在较大的表面上获得均匀和光滑的薄膜。因此，我们用金属有机化学气相沉积(MOCVD)在(001)蓝宝石上生长了 ZnO 和 Sb 掺杂的 ZnO 薄膜。以二乙基锌(DEZn)、三甲基锑(TMSb)和氧气分别作为锌源、锑源和氧源。

 

研究了 DEZn 和氧气的反应机构。解释了 SbZn-2VZn 受体配合物的形成，讨论了 Sb 化学状态对导电类型的影响。在 Sb 掺杂 ZnO 薄膜的低温光谱中，观察到受体结合激子(3.319 eV)和自由电子与受体之间的跃迁(3.244 eV)等与受体有关的发射，证明了 SbZn-2VZn 受体复合物的产生。根据自由电子与受主之间的跃迁能级，计算出受主结合能为0.19 eV。同时，通过拟合积分光致发光强度与温度函数，我们也估计了受体结合能，与计算值相似。

 

1.Yi Cheng, Xizhen Zhang, Li Che, Jixiang Chen, Bo Jing, Rulin Sun, Xixian Luo, Binding energy of Sb-related complex in p-doped ZnO film, Journal of Alloys and Compounds, Volume 800, 2019, Pages 219-223, ISSN 0925-8388, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.06.033.

 

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