慢正电子对ZnO中本征缺陷的研究

摘要

利用慢正电子研究了不同氧含量时射频磁控反应溅射制备的ZnO样品,观察到ZnO中本征缺陷(Vo,VZn)随混合气体中O2比例(PO2)的变化关系.结果表明:PO2≤70%时,这些ZnO样品中存在同一种缺陷类型,O空位(Vo)和Zn填隙(Zni)可能是材料中主要缺陷.PO2＞70%时,这些ZnO样品中缺陷以Zn空位(VZn)为主.随着反应室中O2含量的增加,样品的Zn空位(VZn)浓度逐渐增加;当PO2为85%时,与正电子湮没的VZn数目减少,可能是杂质原子对VZn屏蔽引起的结果;PO2低于50%,材料中H原子数目相对较多,H原子会与晶格中的悬挂键结合,和存在同种缺陷的其它样品相比,这时能与晶格原子悬挂键湮没的正电子数目要减少很多.随着O2含量增加,VZn浓度逐渐变大,Vo和Zni浓度相应减小,这些变化与光致发光谱(Photoluminescence,PL)反映的实验结果相吻合.