Ga和Mn共掺ZnO薄膜的结构和光学特性

摘要

研究了高质量的Ga、Mn共掺ZnO外延薄膜的电子结构和光学特性,这些薄膜通过MOCVD沉积在蓝宝石(0001)面上。结果显示单Mn掺杂时的样品呈现高阻p型,Ga和Mn共掺时呈现n型,而载流子浓度出现一个最大值,然后随着Ga的掺杂量增大而下降,反映了高浓度掺杂Ga会出现Ga代O位的补偿效应。光致发光谱(PL)带边和吸收谱发生红移,并且衍射峰向大角度偏移,可能Ga的掺杂会导致带隙变窄。应用第一性原理软件对Ga、Mn共掺的ZnO体系的电子结构进行理论计算,结果表明共掺杂样品相比单Mn掺杂的ZnO体现出了半金属特性。