Erfolgreiche Phosphor-Dotierung von ZnO-Nanodrähten

摘要

Eine Voraussetzung für die Konstruktion von elektrisch betriebenen Licht emittierenden Dioden (LEDs) oder auch Laserdioden sind p-n-Übergänge, also Anordnungen von p- und n-leitenden Materialien. Eine wesentliche Voraussetzung für fotonische Anwendungen des Halbleiters Zinkoxid (ZnO) ist daher der Nachweis einer zeitlich stabilen sogenannten p-Typ-Leitfähigkeit im ZnO.rnDie bisherigen Schwierigkeiten bei der Züchtung von stabil p-leitendem ZnO rühren daher, dass reines, undotiertes ZnO stets eine natürliche n-Typ-Leitfähigkeit aufweist, die der p-Leitfähigkeit entgegenwirkt. Bei der n-Typ-Leitfähigkeit sind die vorherrschenden Ladungsträger Elektronen, während die p-Leitung durch Elektronenfehlstellen - den Löchern - verursacht wird. Forscher der Arbeitsgruppe Halbleiterphysik der Uni-rnversität Leipzig konnten nun einen wesentlichen Fortschritt bei der Phosphor-Dotierung von ZnO-Nanostrukturen (ZnO:P) erzielen: Es gelang ihnen, in einem neuartigen Laser-plasma-Züchtungsprozess (PLD) Phosphoratome in nanodimensionale ZnO-Halbleiter einzubauen, also eine Phosphordotierung derZnO-Nanodrähte (ZnO:P) durchzuführen. Das erfolgreiche Verfahren läuft bei deutlich höheren Prozessgasdrücken als bisher üblich ab. Dazu mischt die Forscher dem ZnO Phosphor-Pentoxid P_2O_5 als Reaktionspartner (Phosphorakzeptor) bei.