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《真空科学与技术学报》 2013年10期
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掺杂对ZnO溶胶凝胶薄膜光电特性影响的研究进展

李建昌  曹青  侯雪艳  巴德纯  
【摘要】:ZnO作为宽禁带透明半导体材料在光电领域具有广阔应用前景,通过掺杂可改善其光电性能。本文从第一性原理理论计算和实验方面综述了掺杂对ZnO溶胶凝胶薄膜光电特性影响的最新进展。III、IV族及稀土元素掺杂可在ZnO导带底引入大量载流子,使费米能级进入导带,利于n型导电。I、IB族或V族元素掺杂可替代Zn或O原子位置,产生受主杂质能级,增加受主浓度,利于p型导电。单掺杂ZnO薄膜电阻率较高,共掺杂可提高杂质溶解度,减少自补偿作用,提高p型导电性。元素掺杂可调整ZnO带隙且与掺杂元素氧化物的带隙相关,Mg、Al、Ga、In掺杂使带隙增大,Cd掺杂则使带隙减小。指出需进一步探究掺杂ZnO薄膜的缺陷与能级结构,开展ZnO纳米晶和基于ZnO的多元复合薄膜研究等。

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