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Oxidische Materialien: ZnO

I.Physikalisches Institut Justus-Liebig-Universität Gießen. Oxidische Materialien: ZnO. Bruno K. Meyer, Thorsten Krämer, Angelika Polity, Changzhong Wang, Yunbin He I. Physikalisches Institut Justus-Liebig-Universität Gießen. Rauischholzhausen, 24.06.2005. ZnO: Recent activities. Optics:

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  1. I.Physikalisches Institut Justus-Liebig-Universität Gießen Oxidische Materialien: ZnO Bruno K. Meyer, Thorsten Krämer, Angelika Polity, Changzhong Wang, Yunbin He I. Physikalisches Institut Justus-Liebig-Universität Gießen Rauischholzhausen, 24.06.2005

  2. ZnO: Recent activities Optics: Nano-wire Lasers Spintronics: ZnO:Mn, ZnO:V Opto-Electronic: P-type doping 1997: Minegishi et al, Jpn. J. Appl. Phys. 36, L1453 CVD, N – doping nh ~ 1016cm-3 Dietl et al., Science 287 (2000), 1019 V-doped ZnO: Tc ~ 350 K

  3. ZnO: Recent activities Optics: Nano-wire Lasers Spintronics: ZnO:Mn, ZnO:V Opto-Electronic: P-type doping 1997: Minegishi et al, Jpn. J. Appl. Phys. 36, L1453 CVD, N – doping nh ~ 1016cm-3 Dietl et al., Science 287 (2000), 1019 V-doped ZnO: Tc ~ 350 K

  4. Transparent conducting oxides (TCO) Architekturglas Flachbildschirme Solarzellen Alternativen zu ZnO:Al ?

  5. Ternäre Legierungen: Zn1-xMgxO Zn1-xCdxO Anionen-Substitution: ZnO1-xSx Barrierenschichten für Quantengrabenstrukturen UV – blockierende Beschichtungen „solar blind“ Detektoren Bandlücken, Struktur, etc ? ZnO und ternäre Mischverbindungen Yoo, et al., APL 81, 3798 (2002) PLD : x < 0.14

  6. Herstellung von ZnO1-xSx-Schichten RF-Sputtern mit einem ZnS-Keramiktarget • Sputterleistung 300 W • Substrattemperatur ca. 200°C • Arbeitsgas Argon mit einem Fluß von 5 sccm • Sauerstoffflüsse von 0 sccm bis 5 sccm • Arbeitsdruck um 20 mTorr (~2,7 Pa) • Floatglas und (002)-orientierter Saphir als Substratmaterial • Schichtdicken von 150 bis 300 nm

  7. Kristallstrukturbestimmung mit XRD Alle Schichten über den ganzen Kompo-sitionsbereich kristallisieren in der hexa-gonalen Wurzitstruktur. Sie wachsen c-Achsen orientiert mit der (002)-Ebene parallel zur Substratoberfläche. Die Lage des (002)-Peaks verschiebt sich mit der Komposition von 28,5° für ZnS nach 34,4° für ZnO.

  8. Kompositionsbestimmung mit XPS

  9. Komposition und Gitterkonstante Der c-Gitterparameter interpoliert gemäß Vegards Gesetz linear mit der Komposition zwischen den binären Endpunkten ZnO und ZnS.

  10. Transmission und Absorption Abschätzung der Bandlückenenergie Die Transmissionsspektren der ZnOS-Proben zeigen eine Änderung der Band-lückenenergie in Abhängigkeit von der Zusammensetzung

  11. ZnS ZnO . Komposition und Bandgapbowing Die Größe der Bandlücke von ZnO1-xSx läßt sich in Abhängigkeit vom Schwefelgehalt x durch EZnOS(x) = x EZnS+ (1-x) EZnO- b (1-x)x mit b=3,0 eV beschreiben. Patent DE 10341681 A1

  12. Elektrische Eigenschaften

  13. Vergleich von ZnOS und ZnOSe

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