Dresden 2003 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 33: II-VI Halbleiter I

HL 33.2: Vortrag

Mittwoch, 26. März 2003, 16:30–16:45, BEY/118

Dotierung des nanokristallinen Halbleiters ZnO mit dem Donator ¹¹¹In — •Th. Agne, X.M. Li, H. Wolf und Th. Wichert — Technische Physik, Universität des Saarlandes, D-66123 Saarbrücken

Nanokristallite des II-VI Halbleiters ZnO wurden während des Wachstums mit ¹¹¹In Atomen dotiert und anschließend bei 473 K einer Hydrothermal-Behandelung unterzogen, die zu einer mittleren Korngröße von 11 nm führte. PAC-Experimente zeigen anhand des elektrischen Feldgradienten den Einbau der ¹¹¹In-Atome als potentiellen flachen Donator auf substitutionellen Zn-Plätzen.

Röntgenbeugungsspektren aufgenommen an nano-ZnO direkt nach der Präparation der Probe und nach Hydrothermal-Behandlung bei Temperaturen zwischen 373 K und 523 K, zeigen einerseits das Wachstum der Kristallite von 4,1 nm auf 11 nm und andererseits die Abnahme des Microstrains innerhalb der Kristallite. Nach der Behandlung bei 473 K ist der Microstrain, der auf intrinsische Kristallfehler zurückgeführt wird, vollständig verschwunden. Die Kristallitgröße wurde ebenfalls in TEM-Untersuchungen bestimmt. In parallel dazu durchgeführten Absorptions- und Photolumineszenz-Untersuchungen wurden deutliche Veränderungen in den optischen Eigenschaften der Kristallite nach Hydrothermal-Behandlung wieder bei 473 K festgestellt.

Der Einbau des Donators ¹¹¹In auf substitutionelle Zn-Plätze in nanokristallinem ZnO scheint mit dem Abbau von intrinsischen Defekten innerhalb der Nanokristalle sowie mit einer allgemeinen Verbesserung der Kristallstruktur korreliert zu sein.

Gefördert durch die DFG im Rahmen des SFB277.