ZnO的p型掺杂研究进展.pdf

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1、第38卷／第5期／河北师范大学学报／自然科学版／VO1．38NO．52014年9月JC)URNALOFHEBEINORMALUNIVERSITY／NaturaIScienceEdition／Sep．2014文章编号：1000-5854(2014)05—0530—05ZnO的P型掺杂研究进展高波，崔红，张艳峰，魏雨，郭晶华。(1．河北师范大学化学与材料科学学院，河北石家庄050024；2．河北交通职业技术学院教务处，河北石家庄0500353．劳伦斯伯克利国家实验室先进光源，加利福尼亚伯克利94720)摘要

2、：ZnO是一种宽带隙Ⅱ～Ⅵ族半导体材料，由于其独特的性能，如高电子迁移率、广泛的激子结合能，是一种很有前途的光电器件材料；但因本征施主缺陷和施主杂质引起的自补偿效应等很难使其有效地实现n型向P型导电的转变．介绍了ZnO的P型掺杂机理、掺杂元素分类及国内外对P型ZnO研究的最新进展．关键词：P型ZnO；掺杂机理；掺杂元素中图分类号：O614．24文献标志码：ADOI：10．11826／j．issn．1000—5854．2014．05．018ResearchProgressofP—typeDopingZnO

3、GAOBo，CUIHong。，ZHANGYanfeng，WEIYu，GUOJinghua(1．CollegeofChemistryandMaterialSciences，HebeiNormalUniversity，HebeiShijiazhuang050024，China；2．Dean’sOffice，HebeiJiaotongVocationandTechnicalCollege，HebeiShijiazhuang050035，China；3．AdvancedLightSource，LawrenceB

4、erkeleyNationalLaboratory，CaliforniaBerkeley94720，UnitedStates)Abstract：ZnOisaversatileII～VIgroupsemiconductormaterialwithawidebandgap．Itisapromisingmaterialforopto—electronicdeviceapplicationduetoitsuniquepropertys，suchashighelectronmobilityandlargeexci

5、tonbindingenergy．Thetransformationfromthen—typetop-typeisverydifficultowingtotheself-compensationeffectresultedfromthenativedonordefectsandimpurity．Thisreviewsummarizedthedopingmechanismofp-typeZnO，thelatestdevelopmentsofp-typedopedZnO，andtheclassificati

6、onofdopingelement．Keywords：P—typeZnO；dopingmechanism；dopingelementsZn0是一种Ⅱ～Ⅵ族宽禁带半导体材料，具有3种晶体结构：纤锌矿型、闪锌矿型和盐岩矿型．通常Zn0是六角纤锌矿型，晶格常数口一0．3250nm，c一0．5205nm，熔点为1975℃，压电常数为11．9pm／V．ZnO具有高的导电性、高化学稳定性、压电性、室温铁磁性和光纤化学传感效应，而且价格低廉，来源广泛，激子结合能达6OmeV，禁带宽度为3．37eVL1]．因此，ZnO

7、在光电器、传感器、能源、生物医学科学和电子学等领域具有很大的应用前景_2]．研究表明，必须获得性能良好的n型、P型材料，才能实现ZnO在光电领域中的广泛应用．目前人们通过掺杂已经获得了具有良好电学性能的n型ZnO．ZnO的P型掺杂也很早引起了注意，1983年，Kobayashi等【3预测氮元素是一种良好的ZnO中浅层P型掺杂剂，但由于ZnO存在诸多的本征施主缺陷，ZnO的P型掺杂研究没有很大的进展．2O世纪9o年代，GaN基光电子设备的成功商用，P型ZnO的研究又重新引起了人们的关注．因为ZnO和GaN

8、具有相似的特性，而且ZnO的一些性能比GaN收稿日期：2013-10—24；修回日期：2014—03—03基金项目：国家自然科学基金(11179029)；河北省科技支撑计划(1221561ID)作者简介：高波(1988一)，女，河北张家口人，硕士研究生，研究方向为纳米二氧化钛及其性能．进信作者：张艳峰(I969一)，女，教授，博士，主要从事纳米二氧化钛及其性能的研究．E—mail：zhangyanfeng@mail．hebtu．edu．cn