Al扩散对蓝宝石衬底上MgxZn1 xO合金薄膜电学和光致发光性能的影响

铝从蓝宝石衬底扩散到高温制备的MgxZn1-xO合金薄膜已经通过二次离子质谱法进行了研究。在MgxZn1-xO薄膜表面检测到的Al杂质浓度高于1019 cm-3。电学性能测量表明,MgxZn1-xO薄膜的载流子浓度随着Mg含量的增加而显着降低,从ZnO的〜1018 cm-3到Mg016Zn084O合金的〜1015 cm-3。与温度有关的光致发光表明,Mg016Zn084O中的铝杂质比锌氧化物中的杂质更深。此外,第一性原理计算表明电离MgxZn1-xO合金中Al取代阳离子位点(AlCA)的能量随Mg含量的增加而增加,很好地支持了实验结果。随着Mg含量的增加,Al杂质电离能的增加是由于CBM随着Mg含量的增加而向高能转变。