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HL: Halbleiterphysik

HL 21: II-VI Halbleiter II

HL 21.5: Vortrag

Dienstag, 9. März 2004, 16:15–16:30, H13

Nachweis rückstoß-induzierter Defekte zur Untersuchung der grünen Bande in ZnO — •Th. Agne¹, M. Dietrich¹, H. Wolf¹, Th. Wichert¹ und ISOLDE Kollaboration² — ¹Universität des Saarlandes, Technische Physik, D-66123 Saarbrücken — ²CERN, EP Division, CH-1211 Genf 23, Schweiz

Um PL-Untersuchungen mit kurzlebigen Isotopen (t_1/2 ≤ 1 d), das sind insbesondere Isotope leichter Elemente, zu ermöglichen, wurde am Isotopenseparator ISOLDE/CERN ein PL-Labor eingerichtet. Als Pilotexperiment wurde mit dieser PL-Apparatur die so genannte „grüne Bande“ im ZnO untersucht. Der Ursprung dieser grünen Bande wird in der Literatur kontrovers diskutiert. Zur Erklärung wurden entweder ein Cu²⁺-Defekt oder Leerstellen vorgeschlagen. Um dieser Frage nachzugehen, wurden sowohl das radioaktive Isotop ⁶⁴Cu → ⁶⁴Ni/⁶⁴Zn (t_1/2 = 12,7 h) als auch das Isotop ⁶⁵Ni → ⁶⁵Cu (t_1/2 = 2,5 h) in ZnO implantiert und mittels PL-Spektroskopie untersucht. Erstaunlicherweise zeigen beide Experimente, dass die Intensität der grünen Bande mit der Zeit ansteigt; und zwar mit der Halbwertszeit des jeweils implantierten Isotops. Da beim β-Zerfall beider Mutterisotope ein Rückstoß mit einer Energie von mehr als 24 eV auf die Tochterisotope übertragen wird, und diese Energie oberhalb der Versetzungsenergie eines Zn-Atoms im ZnO Kristallgitter (∼ 19 eV) liegt, wird der Anstieg der Intensität der grünen Bande durch die Entstehung eines rückstoß-induzierten intrinsischen Defekts erklärt. D.h., die grüne Bande in ZnO wird von intrinsischen Defekten, wie beispielsweise der Zn-Leerstelle, verursacht.

Gefördert durch das BMBF im Rahmen des Projekts 05KK1TSA.