通过氘扩散识别阻碍 ZnO p 型掺杂的氮相关深施主
材料科学
2021-03-31 v1
摘要
研究了氮掺杂同质外延 ZnO 层中的氘扩散。样品在略富 Zn 的生长条件下，通过等离子体辅助分子束外延在 m 面 ZnO 衬底上生长，其氮含量 [N] 经二次离子质谱（SIMS）测量最高达 5x10^18 at.cm^-3。所有样品均在室温下暴露于射频氘等离子体 1 小时。在所有外延层中均观察到氘扩散，而其穿透深度随氮浓度增加而减小。这是扩散机制受氘在氮相关陷阱上俘获限制的有力证据。利用双陷阱模型分析 SIMS 剖面，该模型包含一个与快速扩散相关的浅陷阱和一个与氮相关的深陷阱。确定氮相关陷阱的俘获半径比由 D+ 与氮相关受主间库仑吸引形成的氮-氘对的预期值小 20 倍。提出 (N2)O 深施主作为氘的深俘获位点，其很好地解释了小的俘获半径以及 ZnO:N 外延层氘化后观察到的光致发光淬灭与恢复。还发现该缺陷是研究样品中浓度最高的氮相关缺陷。
引用
@article{arxiv.2103.05498,
title = {Identification by deuterium diffusion of a nitrogen-related deep donor preventing the p-type doping of ZnO},
author = {N. Temahuki and F. Jomard and A. Lusson and I. Stenger and S. Hassani and J. Chevallier and J. M. Chauveau and C. Morhain and J. Barjon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.05498},
year = {2021}
}