Отримання плівок ZnO, зрощених на альтернативних підкладках методами CVD та MOCVD

Abstract

В роботі аналізуються фізичні властивості плівок ZnO зрощених на підкладках GaAs (100) методом CVD при T = 350 °C у складі газової суміші повітря : азот = 5 : 1; та плівок ZnO зрощених на керамічних підкладках методом MOCVD при T = 300 °C у складі газової суміші аргон : кисень = 9 : 1. Товщина отриманих плівок ZnO становила ~ 1 мкм. У спектрах ФЛ зрощених нами зразків спостерігається УФ смуга ФЛ з максимумом λmax = 380 – 400 нм, яку пов'язують із випромінювальною рекомбінацією електронів і дірок, локалізованих на дрібних донорних і акцепторних рівнях. Широка смуга ФЛ з λmax = 570 - 580 нм і λmax = 500 - 510 нм для плівок ZnO зрощених методами CVD і MOCVD відповідно, швидше за все, обумовлена різними дефектами структури оксиду цинку. Серед таких дефектів найбільш вірогідні кисневі вакансії та міжвузловий цинк. Червона смуга ФЛ з λmax = 670 нм може бути пов'язана з поверхневими дислокаціями, наявністю неконтрольованих домішок літію і заліза, а також міжвузловим цинком. Синтезовані плівки ZnO мали полікристалічну структуру з розмірами зерен від 40 до 60 нм (метод CVD) та від 90 до 110 нм (метод MOCVD), в свою чергу, зерна мають гексагональну структуру з параметрами кристалічної гратки: а = 3,2811 Å; c = 5,2066 Å з низьким ступенем мікронапружень: М = 1,09 ∙ 10-3 %.