通过控制厚度实现 Ga 掺杂 ZnO 中的金属 - 绝缘体转变
材料科学
2017-04-13 v1
摘要
我们报道了通过脉冲激光沉积技术生长的 Ga 掺杂 ZnO (Ga:ZnO) 薄膜中依赖于厚度的金属 - 绝缘体转变。电输运测量发现，最薄的薄膜电阻率为 0.05 -cm，处于绝缘区，而最厚的薄膜电阻率为 -cm，表现出金属型导电行为。我们的分析表明，Mott 变程跳跃 (VRH) 模型主导了较薄 Ga:ZnO 的绝缘行为，而二维弱局域化现象适用于解释较厚 Ga:ZnO 中的电子输运。磁阻研究进一步证实了 6 nm 薄膜中存在强局域化，而在 20 nm 及更厚的薄膜中观察到弱局域化。密度泛函计算发现，由于表面重构和 Ga 掺杂，极薄薄膜中产生了强烈的晶体无序，从而引入局域态并限制了施主电子迁移率。
引用
@article{arxiv.1704.03846,
title = {Metal-Insulator Transition in Ga doped ZnO via Controlled Thickness},
author = {Joynarayan Mukherjee and B. R. K. Nanda and M. S. Ramachandra Rao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.03846},
year = {2017}
}
备注
9 pages, 7 figures