稀疏掺铝ZnO薄膜中温度依赖的半导体-金属转变研究
材料科学
2013-02-01 v2
摘要
为了详细研究Al掺杂浓度在0.02%至2%范围内的ZnO薄膜中的半导体-金属转变（SMT），我们采用顺序脉冲激光沉积法在(0001)蓝宝石衬底上生长了这些薄膜。发现薄膜中的Al浓度随沉积过程中使用的氧化铝和ZnO靶材烧蚀时间比的增加而单调增加。利用X射线光电子能谱发现，虽然大部分Al原子占据ZnO晶格中的Zn位，但一小部分Al也进入薄膜中存在的晶界。观察到的SMT温度随Al浓度从0.02%增加到0.25%而从约270K下降到约50K。在Al浓度约0.5%至2%的范围内，这些掺杂ZnO薄膜在所有温度下均表现出金属行为，而不发生任何SMT。基于电子的热激活以及晶界、离子杂质和声子引起的电子散射，建立了一个理论模型来解释观察到的浓度和温度依赖的SMT。
引用
@article{arxiv.1202.3298,
title = {Studies on temperature dependent semiconductor to metal transitions in ZnO thin films sparsely doped with Al},
author = {Amit K. Das and P. Misra and R. S. Ajimsha and A. Bose and S. C. Joshi and D. M. Phase and L. M. Kukreja},
journal= {arXiv preprint arXiv:1202.3298},
year = {2013}
}
备注
5 figures, 24 pages