Фундаментальное материаловедение

Синтез оксида цинка, легированного сурьмой
Сибгатуллин А.М.
студент
Московкий Государственный Университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
E-mail: maphiosi@rambler.ru
Оксид цинка является перспективным полупроводниковым материалом для
создания светоизлучающих устройств в УФ и видимой части спектра, варисторов и
газовых сенсоров[1].
Для успешного применения ZnO в полупроводниковой микроэлектронике
необходимо научиться контролировать тип и концентрацию основных носителей заряда.
В то время как получение высоких концентраций электронов в n-ZnO не составляет
труда в следствие собственных донорных дефектов в оксиде цинка, достижение
достаточной дырочной проводимости оказывается непростой задачей. Особый интерес
для ее решения представляет допирование ионами из V группы таблицы Менделеева с
большим радиусом, такими как мышьяк и сурьма. В некоторых работах сообщается, что
при допировании сурьмой возможно достижение концентрации дырок более 10 20 см -3 .
Обычно это объясняют образованием дефектного комплекса SbZn-2VZn [2], обладающего
акцепторными свойствами.
Целью данной работы было получение оксида цинка, легированного сурьмой. В
качестве методов гомогенизации была выбрана механическая гомогенизация и
совместное осаждение.
При механической гомогенизации смеси оксидов цинка и сурьмы (III) (%Sb = 1-
10%) перетирали в ступке, а затем отжигали в трубчатой печи при температуре 1000ºС в
течение 4 часов. По данным РФА все образцы представляют собой смеси ZnO и
Zn . По результатам промера пленок, полученных в камере Гинье, параметры
7Sb
2O12
кристаллической решетки ZnO во всех образцах совпадают с данными картотеки PCPDF
для нелегированного оксида цинка.
Было проведено соосаждение цинка и сурьмы в соотношении Zn:Sb = 0.994:0.006.
Для этого к раствору карбоната аммония прикапывали смесь растворов и Zn(NO
Sb(HC4
H 4O
6 ) 3 . Полученный осадок отжигали в трубчатой печи при температуре 700ºС
в течение 4 часов.
Литература
1. 1. S.J. Pearton, D.P. Norton, K. Ip,Y.W. Heo, T. Steiner. "Recent progress in processing and
properties of ZnO". Progr. in Mater. Sc.. 2005. Vol. 5. P. 293–340.
2. Sukit Limpijumnong, S. B. Zhang, Su-Huai Wei, and C. H. Park, "Doping by Large-Size-
Mismatched Impurities: The Microscopic Origin of Arsenicor Antimony-Doped p-Type Zinc
Oxide", Phys. Rev. Lett. 2004. Vol.92 №15.
3 2 )