Електричні, оптичні та люмінесцентні властивості монокристалів оксиду цинку

Анотація

Огляд присвячено результатам, отриманим при дослiдженнi електричних, фотоелектричних, оптичних i люмiнесцентних характеристик нелегованих монокристалiв оксиду цинку, вирощених газофазним методом. Показано, що за високу електропровiднiсть ZnO вiдповiдають атоми мiжвузлового цинку Zni – мiлкi донори, якi мають помiтну рухливiсть в кристалiчнiй ґратцi при температурах, близьких до кiмнатної. Виявлено, що перелокалiзацiя атомiв Zni пiд дiєю внутрiшнiх полiв призводить до появи залишкової провiдностi, зсуву краю оптичного поглинання у довгохвильовий бiк i спотворенню спектра екситонної люмiнесценцiї. Доведено, що тонкий приповерхневий шар з високою електропровiднiстю утворюється завдяки накопиченню донорiв Zni бiля поверхнi кристала внаслiдок їх дрейфу в полi виснажуючого вигину зон, створеного адсорбованим киснем. На основi зiвставлення спектрiв екситонної люмiнесценцiї i спектрiв збудження випромiнювання, пов’язаного з дефектами ґратки, зроблено висновок про те, що в процесi збудження останнього домiнуючу роль вiдiграє безвипромiнювальна анiгiляцiя екситонiв на центрах випромiнювання з передачею енергiї, що звiльняється, електронам на цих центрах. Дослiджена термолюмiнесценцiя ZnO, що збуджується теплом Джоуля. Показано, що цей ефект зумовлений рекомбiнацiєю створених теплом рiвноважних носiїв на дефектах ґратки.