具有纤锌矿衍生晶体结构的 Zn2NbN3 三元氮化物半导体的合成
材料科学
2021-08-11 v1
摘要
具有纤锌矿晶体结构的二元 III-N 氮化物半导体（如 GaN 和 AlN）长期以来广泛应用于从光电子到通信的诸多领域。通过阳离子突变（元素替代）由母体二元化合物衍生而来的结构相关 ZnGeN2 或 ZnSnN2 近来受到关注，但此类三元氮化物材料大多局限于 II-IV-N2 组成。本文报道了锌铌氮化物 Zn2NbN3——一种此前未报道的 II2-V-N3 三元氮化物半导体——的合成与表征。Zn2NbN3 薄膜采用单步吸附控制生长以及防止 Zn 和 N 流失的两步沉积/退火方法合成。测量表明 Zn2NbN3 结晶为纤锌矿衍生结构，与此处为比较用两步法合成的化学校相关的岩盐衍生 Mg2NbN3 化合物不同。估计的纤锌矿晶格参数为 a = 3.36A 和 c = 5.26A（c/a = 1.55），且该阳离子无序 Zn2NbN3 的光吸收起始于 2.1 eV。作为比较，已发表的计算研究预测阳离子有序 Zn2NbN3 为半导体，有效纤锌矿 c/a = 1.62，带隙为 3.5 - 3.6 eV。总体而言，本工作拓展了氮化物半导体的纤锌矿家族，并表明其他三元氮化物也应可合成。
引用
@article{arxiv.2101.06449,
title = {Synthesis of Zn2NbN3 ternary nitride semiconductor with wurtzite-derived crystal structure},
author = {Andriy Zakutayev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.06449},
year = {2021}
}