Зависимость электрических и люминесцентных свойств эпитаксиальных слоев оксида цинка от условий осаждения и уровня легирования атомами галлия тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.04 ВАК РФ

На правах рукописи

Аль-Обайди Надир Джасим Мохаммед

ЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ СВОЙСТВ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СЛОЕВ ОКСИДА ЦИНКА ОТ УСЛОВИЙ ОСАЖДЕНИЯ И УРОВНЯ ЛЕГИРОВАНИЯ АТОМАМИ ГАЛЛИЯ

Специальность 01.04.04 - физическая электроника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

1 7 ЯНВ 2013

Махачкала -2012

005048448

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор

Рабаданов Муртазали Хулатаевич

Официальные оппоненты: Гаджиев Синдибад Магомедович

доктор химических наук, профессор кафедры общей физики ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный университет»

Шалдин Юрий Витальевич кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории высокотемпературной кристаллизации Института кристаллографии им. A.B. Шубникова РАН

Ведущая организация: Учреждение Российской академии наук

«Институт физики им. Х.И. Амирханова Дагестанского научного центра РАН»

Защита диссертации состоится «29» декабря 2012 г. в 14°° на заседании диссертационного совета Д.212.053.02 при ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный университет» по адресу: 367000, г. Махачкала, ул. Дзержинского, 12, актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный университет».

Автореферат разослан « » ноября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор физико-математических наук

Курбанисмаилов B.C.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации заключается в том, что оксид цинка обладает широким спектром оптических свойств, имеющих практическое значение. Ему характерна люминесценция в зеленой и желто-оранжевой областях спектра. Большая энергия связи экситона в оксиде цинка обеспечивает перспективу для создания на его основе источников света видимой и ультрафиолетовой (УФ) областей спектра, а также сцинтилляторов для регистрации рентгеновского и радиоактивного излучений. Высокая электропроводность слоев 7пО, оптическая прозрачность в широком диапазоне спектра делают их также перспективными для использования в качестве прозрачных электродов в оптоэлектронных устройствах.

Для создания стабильных и надежных оптоэлектронных устройств необходимы эпитаксиальные пленки высокого качества с максимальной фотолюминесценцией (ФЛ), минимальным удельным сопротивлением, высоким кристаллическим совершенством. Эпитаксиальные слои ZnO с близкими к указанным свойствами можно получить методом химического транспорта в атмосфере водорода в замкнутом вертикальном реакторе среднего давления (1,5 — 2)х 105 Па. Свойства слоев окиси цинка существенно зависят от условий нанесения, примесного состава и состояния поверхности, поэтому актуальны исследования влияния условий осаждения, последующих термообработок в различных средах на их электрические и оптические свойства, а так же установление природы и состава собственных и примесных дефектов.

Целью диссертационной работы являлось установление оптимальных технологических условий осаждения эпитаксиальных пленок 2пО методом химического транспорта в замкнутом реакторе в атмосфере водорода, а так же изучение влияния термообработки в разных средах и уровня легирования атомами галлия на электрические и люминесцентные свойства.

Задачи, решаемые в данной работе:

1. Изучение зависимости структурного совершенства и электрических параметров слоев 7пО, получаемых химическим транспортом в атмосфере водорода при давлении (1,5 — 2)х105 Па, от технологических параметров роста. Установление температурной области ориентированного роста пленок, характера зависимости температурных пределов ориентированного роста от давления рабочего газа в системе и температуры источника.

2. Определение оптимальных технологических условий осаждения, обеспечивающих достаточное структурное совершенство слоев и максимальную дрейфовую подвижность носителей заряда.

3. Исследование температурных зависимостей концентрации и подвижности электронов в слоях оксида цинка для оценки энергии ионизации доноров, установления предполагаемого механизма рассеяния

носителей заряда в пленках и природы рассеивающих центров.

4. Исследование зависимости интенсивности полос люминесценции нелегированных слоев ZnO от давления водорода в системе и температур зон тигля и подложки, сравнение их с соответствующими зависимостями электрических параметров.

5. Изучение влияния послеростовой термообработки в атмосфере водорода на люминесцентные свойства слоев ZnO.

6. Изучение влияния концентрации примесных атомов галлия, вводимых в дозированном количестве в исходный материал, на структурное совершенство, электрические и люминесцентные свойства слоев 7пО:Оа/(0001)А1203 для оптимизации их параметров.

7. Исследование влияния различных способов возбуждения на спектры люминесценции слоев ггЮ:Оа/(0001)А1203.

Научная новизна. Впервые исследовано влияние температуры выдержки в водороде слоев 2п0/А1203, полученных методом химического переноса в замкнутом реакторе, на интенсивность зеленой люминесценции. Экспериментально обнаружено, что растворение водорода в оксиде цинка при температурах выше 600 К необратимо, а термообработкой слоев ZnO в водороде можно существенно изменять их электрические и люминесцентные свойства.

Впервые систематически исследована зависимость электрических и люминесцентных свойств слоев ZnO, осажденных методом ХТР на плоскости (0001) сапфира (А1203), от уровня легирования атомами галлия. Установлено, что легирование галлием способствует активации краевой полосы катодолюминесценции и тушению видимого свечения, что связывается с изменением концентрации собственных и примесных дефектов в оксиде цинка. Проведено сравнение спектров люминесценции при различных способах возбуждения: пучком электронов; излучением ксеноновой лампы и азотного лазера.

Научная и практическая значимость работы. Результаты работы будут способствовать установлению природы центров, ответственных за видимую и УФ- люминесценции в ZnO, и механизмов электронно-дырочных переходов в этом материале. Практическая значимость работы заключается в реализации оптимальных режимов метода химического переноса для получения эпитаксиальных пленок ZnO п-типа проводимости с воспроизводимыми электрофизическими и оптическими характеристиками с целью поиска возможности создания на их основе светоизлучающих устройств видимого и ближнего УФ-диапазонов спектра и расширения материалов элементной базы коротковолновой оптоэлектроники.

Методы исследования, использованные в работе.

• Для осаждения эпитаксиальных пленок 2пО на ориентирующих подложках сапфира А1203 использовался метод химических транспортных реакций в замкнутой системе.

• Ориентация подложек определялась рентгеновским или оптическим

способами. Структурное совершенство слоев ZnO и подложек А1203 контролировалось электронографическим методом (с помощью горизонтального электронографа), а оптическая однородность (гладкость) поверхности — металлографическим методом с помощью МИИ-4 и МИМ-8М.

• Электрические параметры пленок определялись путем измерения электропроводности и эффекта Холла. ЭДС измерялась компенсационным методом с помощью потенциометра Р363-2.

• Спектры люминесценции снимались с помощью оптоэлектронного спектрофотометрического комплекса на основе дифракционной решетки и CCD детектора.

• Морфология поверхности слоев исследовалась в сканирующем электронном микроскопе Aspex.

Положения, выносимые на защиту:

1. Степень влияния послеростовой термообработки в водороде на свойства слоев ZnO/AljCb, полученных методом ХТР, определяется температурным диапазоном (То), в частности:

а) при Т0 < 600 К наблюдается рост электропроводности, обусловленный адсорбцией водорода на поверхность ZnO, и образованием донорных комплексов (О-Н);

б) при 600 < Т0 < 820 К интенсивность полосы люминесценции с Хт ~ 510 нм уменьшается, что связано с диффузией водорода в объем ZnO и образованием центров безызлучательной рекомбинации (H-Va);

в) при 820 < Т0< 980 К наблюдается рост интенсивности полосы люминесценции с Х,„ ~ 510 нм, обусловленной выделением (диффузией) кислорода из объема ZnO и увеличением концентрации центров излучательной рекомбинации V0 .

2. Легирование слоев Zn0/Al203, полученных методом ХТР, атомами галлия (до 1 ат. % Ga) приводит к уменьшению удельного сопротивления ZnO на два порядка, что обусловлено образованием дополнительных донорных центров GaZn3+.

Термообработка слоев Zn0:Ga/Al203 в водороде р = 1.5х105 Па, Т = 550° С, t =10 мин.) приводит к дальнейшему уменьшению удельного сопротивления на один порядок.

3. Легирование слоев Zn0/Al203 атомами галлия способствует активации ультрафиолетовой люминесценции и гашению интенсивности видимого (Д„ = 510 нм) излучения, что обусловлено увеличением концентрации экситонов, связанных на мелких нейтральных донорах.

Достоверность экспериментальных данных обеспечивалась использованием апробированных и обоснованных физических методик и экспериментальных установок; аттестацией установок по эталонным образцам и всесторонним анализом погрешностей измерений воспроизводимостью результатов, а также согласием полученных данных с признанными положениями по исследуемым вопросам и результатами

других исследователей. Обработка данных проводилась с помощью стандартных математических пакетов прикладных программ.

Апробация результатов работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: II Всероссийская научно-практическая конференция «Наноматериалы, нанотехнологии, новая энергетика» (Томск, 2009); XVI Международная научно-практическая конференция «Наноматериалы, нанотехнологии, новая энергетика». (Томск, 2010); Международная заочная научно-практическая конференция «Физико-математические науки и информационные технологии: проблемы и тенденции развития» (Новосибирск, 2012); VII Всероссийская конференция «Физическая электроника» (Махачкала, 2012).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 11 научных работах, в том числе 4 статьи, опубликованные в изданиях, рекомендованных Перечнем ВАК.

Автор выражает благодарность профессорам Рабаданову P.A., Рабаданову М.Х. - научным руководителям настоящей работы; доцентам Алиеву И.Ш. и Исмаилову A.M. за помощь в проведении исследований и обсуждении результатов; доценту Гираеву K.M. за помощь в исследованиях структуры образцов.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Материал работы изложен на 150 страницах, содержит 48 рисунка, 9 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 220 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, обсуждается новизна и практическая значимость работы, приведены основные положения, выносимые на защиту и методы исследования, использованные в работе.

Первая глава диссертации посвящена общим характеристикам оксида цинка и литературному обзору работ по исследованию электрических и люминесцентных свойств этого соединения. Рассмотрены особенности вюрцитной структуры кристалла ZnO, типы междоузлий. Показано, что слои ионов Zn2 и (J2 образуют полярные поверхности, которые можно рассматривать как последовательность конденсаторов с поверхностным зарядом а, в результате чего внутренние межслойные электрические поля должны приводить к энергетически нестабильной ситуации в кристалле. Подчеркивается, что такая структурная особенность является причиной стремления ZnO к нестехиометрическому составу, а именно к отклонению от стехиометрии в сторону избытка цинка в кристаллической решетке, что обусловливает наличие собственных дефектов типа междоузельных атомов цинка (Zn,) или вакансий кислорода (V0\ которые проявляют свойства

доноров и определяют электропроводность и другие свойства ZnO.

Сегодня для получения эпитаксиальных пленок ZnO используются почти все известные в технологии методы, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. К наиболее технологичным для производства и часто используемым методам осаждения следует отнести методы магнетронного распыления и кристаллизации из газовой фазы. Однако некоторые ограничения магнетронного распыления, такие как недостаточное структурное совершенство слоев, неравномерное по площади легирование, неустойчивость электрических свойств к последующей технологической обработке, сдерживают его широкое применение. Данных недостатков лишен метод химического транспорта из газовой фазы, который позволяет получать с относительно большой скоростью 5 мкм/мин) эпитаксиальные пленки оксида цинка высокого структурного совершенства с хорошо воспроизводимыми свойствами.

Рассмотрены методы легирования пленок ZnO элементами III и V групп с целью получения пленок, соответственно, п- типа и р- типа. В естественном состоянии оксид цинка имеет электронную проводимость из-за большого количества природных точечных дефектов. В качестве основных донорных примесей замещения используются элементы III группы (AI, Ga, In, Sn), поскольку они более стабильны и могут быть введены до высоких концентраций. Большие трудности в получении пленок ZnO р-типа связаны с большой концентрацией донорных дефектов, низкой растворимостью легирующих примесей и с эффектом самокомпенсации. Эта проблема все еще остается актуальной, актуальными остаются и вопросы стабильности и воспроизводимости свойств таких пленок.

Приведен обзор работ, посвященных исследованию люминесцентных свойств оксида цинка. Отмечается, что для ZnO, в отличие от других полупроводниковых материалов, характерно большое значение энергии связи экситона Еэкс , что позволяет получать интенсивное экситонное свечение при комнатной температуре и выше, т.е. подчеркивается перспективность применения этого материала в оптоэлектронике.

Обсуждается состав спектра люминесценции нелегированного ZnO, который независимо от условий выращивания, как правило, состоит из узкой краевой ультрафиолетовой полосы с максимумом в области 365 — 390 нм, и широкой примесно-дефектной полосы в зеленой области с максимумом, обычно, при 480 — 550 нм. Интенсивность и полуширина краевой полосы определяются степенью совершенства кристаллической структуры ZnO. Полоса может включать излучение как экситонного, так и неэкситонного характера. Как правило, эта полоса у ZnO достаточно интенсивна даже при 300 К и выше, вследствие большой энергии связи экситона (~ 60 х 10"3 эВ).

Несмотря на большое количество опубликованных работ по изучению люминесцентных свойств ZnO, окончательно не решен вопрос и о природе центров, ответственных за зеленую полосу с Хт = 500 — 540 нм. Эта полоса связывается то с неконтролируемой примесью меди, то с однократно

заряженными вакансиями кислорода, являющимися аналогом F-центров в щелочно-галоидных кристаллах, то с вакансиями цинка.

Таким образом, анализ работ и данных относительно природы зеленой и ультрафиолетовой полос люминесценции в ZnO показывает их достаточную противоречивость, поэтому еще предстоит окончательно выяснить механизмы их появлений.

Во второй главе описана установка для выращивания эпитаксиальных пленок оксида цинка методом химических транспортных реакций в замкнутом реакторе. Приведены методики подготовки подложек различной природы к нанесению слоев ZnO и определения совершенства их структуры и ориентации, измерения электрических и люминесцентных параметров. Показаны преимущества метода химического переноса, к главным из которых можно отнести возможность осуществления процесса при низких температурах, что приводит к малым концентрациям дефектов (дислокаций, вакансий) и минимальному загрязнению конденсата тигельной примесью. Используемый в данной работе метод ХТР основан на химическом переносе оксида цинка в атмосфере водорода и позволяет управлять процессом роста слоев путем изменения в системе давление рабочего газа, температуры зоны источника и подложки, разбавления водорода инертным газом или парами воды. К достоинствам этого метода также относятся достаточно высокие скорости роста и хорошая воспроизводимость результатов.

В качестве подложек использовались монокристаллические пластины А1203 разной ориентации, но преимущественно, базисной (0001). Степень совершенства структуры оценивалась по электронограммам и изучением морфологии поверхности пленок с помощью металлографического микроскопа МИМ-8м. Для измерения толщины слоев использовался интерференционный микроскоп МИИ-4. Оценка основных электрических параметров пленок проводилась измерением электропроводности и эффекта Холла.

Спектры катодолюминесценция (KJI) слоев, возбуждаемые электронным пучком электронографа, снимались с помощью оптоэлектронного спектрофотометрического комплекса AvaSpec. ФЛ возбуждалась ксеноновой лампой ДКСШ мощностью 150 Вт, совмещенной с монохроматором МДР-206. Для регистрации и анализа ответных фотосигналов служили монохроматор-спектрограф MS-3505 и ФЭУ-модуль, совмещенные с помощью предусилителя и двухканального АЦП с персональным компьютером.

В третьей главе представлены результаты и обсуждение экспериментальных исследований зависимости электрических и люминесцентных свойств ориентированных слоев ZnO от технологических условий осаждения и термообработок.

Установлены температурные пределы эпитаксиального роста слоев ZnO на ориентирующих плоскостях А1203 и оптимальные технологические

параметры осаждения наиболее совершенных по электрическим и оптическим свойствам слоев. Значения критической температуры подложки ТПтш и ТПмакс_, соответственно ниже и выше которых происходит образование поликристаллических пленок, зависят от величины давления водорода в системе, величины относительного пересыщения, которое определяет скорость поступления материала на подложку, а также от ориентации и теплопроводности подложки.

Результаты исследования температурных зависимостей электрических параметров слоев ZnO свидетельствуют, что концентрация носителей заряда в слоях достигает насыщения при температурах выше 500 К, тогда как для монокристаллических образцов, легированных цинком и водородом, насыщение наблюдается уже при 300 К. Это связывается с наличием в пленках ZnO атомов нейтрального цинка, обладающих тенденцией к накоплению в местах нарушения регулярности решетки при 300 К и растворению в объеме материала при более высоких температурах.

Температурная зависимость подвижности электронов /i(T) описывается степенной зависимостью ¡л~Т", где а = 0,2 — 0,8 при Ус 150 К и (0,5 — 2,3) при Т > 150 К, т.е. отличается от теоретического (а= 3/2), как и для большинства полупроводников. Такая зависимость //(Г) не объясняется действием какого либо одного механизма рассеяния при данной температуре и для ее объяснения необходимо предположить параллельное действие нескольких механизмов, связанных с дефектами разной природы, каждый из которых преобладает в том или ином температурном интервале. Обсуждаются возможные механизмы рассеяния электронов, связанные с собственными и примесными дефектами в оксиде цинка.

Исследование зависимости электрических и оптических свойств слоев ZnO от технологических параметров осаждения показало, что наиболее совершенные по кристаллической структуре слои получаются при давлении водорода в реакторе /?„ =1,7х105 Па, температуре источника (тигля) Тт = 990 К и температуре в зоне подложки Тп = 880 К. О совершенстве слоев, полученных в данных условиях свидетельствуют наблюдаемые максимумы подвижности электронов и интенсивности зеленой люминесценции, а также электронографические исследования образцов.

Изучено влияние температуры послеростовой термообработки слоев Zn0/Al203 в водороде на интенсивность зеленой люминесценции. Характер влияния выдержки в водороде на свойства образцов (при одинаковой ее продолжительности) различно в разных температурных интервалах (рис. 1).

Как видно из рисунка, по характеру влияния температуры отжига график зависимости делится на четыре участка: 1- область постоянной интенсивности, 2 и 4 - области спада и 3- область резкого возрастания.

Спад интенсивности люминесценции с ростом температуры воздействия Н2 на втором участке (2) (Т = 550 — 820 К) приближенно описывается линейной зависимостью ///0 =¡3—4х10Г3Г (рис.1,б), на участке

(3) (Т = 820 — 960 К) наблюдается довольно резкий, почти экспоненциальный рост (с энергией активации АЕ ~ 3,27эй, определённой по наклону участка).

Рис.1. Зависимость ¡.о-, а

относительной интенсивности м- 4/*\ ФЛ слоев ХпО от температуры »/,. У \ термообработки в водороде м. \' ,

(РЯ2=1,8х105 Па, т = 2 мин, г02. Г \

1В- интенсивность ФЛ в 2 .... 1 '"» \ *14 '•» *

исходных образцах): а) в координатах 1/1а =/(ю3/г) ; б) первый (1) и второй (2) участки зависимости ( 550 К < Т < 820 К) в линейном масштабе. Температура измерений 300 К.

Предполагается, что в интервале низких температур (300-600 К) механизм взаимодействия водорода с ZnO сводится к адсорбции его на поверхности в виде донорных комплексов (О-В), приводящих к увеличению проводимости, так как диффузия ионов водорода в объем 2пО ограничена большой энергией активации диффузии 1 эВ). Это свойство пленочных структур ZnO можно использовать для создания детектора водорода и других электроактивных газов.

Уменьшение интенсивности люминесценции наблюдается при температурах выше 600 К, когда начинается заметная диффузия водорода в объем материала и образование безызлучательных комплексов с кислородом решетки и его вакансиями. Резкое увеличение интенсивности видимого излучения образцов, термообработанных в интервале 820—980 К, обусловлено выделением кислорода из решетки и ростом концентрации излучательных центров Уа+ в объеме, а его спад при более высоких температурах (Т > 980 К) — с преобладанием процесса выделения цинка и его накоплением в решетке.

Таким образом, отжигом в водороде можно существенно изменять электрические и оптические свойства слоев гп0/А1203 и использовать их для изготовления детектора водорода, источников видимого излучения или эффективных сцинтилляторов для преобразования ионизирующего излучения в видимый свет.

В четвертой главе впервые систематически исследовано влияние уровня легирования атомами галлия на электрические и люминесцентные свойства слоев ZnO, осаждаемых методом ХТР в замкнутой системе при pHi =1,7x10 Па. на плоскости (0001) АЬОз. Измерения удельного сопротивления р слоев при 300 К (рис. 2) показали, что резкое уменьшение сопротивления отр ~ 1 Омхсм (нелегированный образец) до р ~ 10"' Омхсм наблюдается в образцах при умеренном легировании их (до 1 ат. % Ga).

Рис.2. Зависимость удельного сопротивления слоев ZnO:Ga от

концентрации Ga до отжига

(1), после отжига в воздухе

(2) и в вакууме (3).

Дальнейший рост

уровня легирования галлием не приводит к существенному изменению удельного

сопротивления (кривая 1). Отжиг на воздухе при атмосферном давлении и температуре 750 °С продолжительностью 50 мин мало изменяет величину удельного сопротивления нелегированных и легированных слоев ZnO (кривая 2), что указывает на уникальную устойчивость электрофизических свойств их к термообработке в окислительной среде, неизбежной в технологии микроэлектроники. Такая устойчивость свойств к последующей технологической обработке не характерна для пленок ZnO, полученных другими методами (например, магнетронным распылением). Последующая термообработка в водороде при давлении 1,5 атм. (550 °С, 10 мин.) приводит к уменьшению удельного сопротивления слоев, легированных до концентрации 3-6 ат. %, ещё на порядок величины (кривая 3).

Исследованы спектры катодо- и фотолюминесценции нелегированных и легированных атомами галлия до различной концентрации эпитаксиальных слоев Zn0/(0001)A1203, полученных в оптимальных технологических условиях. Нелегированные слои характеризуются интенсивным максимумом в видимой (зелено-голубой) области спектра (рис.3), который связывается с собственными дефектами в кристаллической решетке ZnO - вакансиями кислорода Vo+/++, и слабой люминесценцией в ультрафиолетовой области.

УФ полоса слабой интенсивности с двумя максимумами 375 нм и 384 нм, которая обнаруживается в спектрах KJI нелегированных образцов при температуре 80 К, приписывается первому и второму фононному повторениям свободного Al-LO-экситона.

Рис. 3. Спектры KJI слоев оксида цинка при 300К: кривая 1-

нелегированного образца (интенсивность уменьшена 10 раз) и легированных галлием до концентраций; 2 - 1 ат. %; 3 - 3 ат. %; 4 -6 ат. %. Ток электронного пучка 1 мкА, ускоряющее напряжение 75x1О3 эВ, значения интенсивностей даны в абсолютных единицах (мкВт/см2)/нм.

0.-10

5 0.32

0.24-

O.lfi

Г 0.08

300

(1/IO)

3(10 К

400

500

600

700

S00

Wave length, nm

Таблица 1. Спектральный состав КЛ слоев 2п0:Са/А1203 в зависимости от концентрации ва и соответствующие интенсивности в максимуме

Ga, % 0 1 3 6

300 К ¿m, nm 508.65 508.059 506.887 506.887

GLm, í(nW/cm2)/nm] 3.65 0.129 0.033 0.054

80К nm 503.37 507.473 515.087 518.6

GLm, r(nW/cm2)/nml 7.94 0.241 0.075 0.0421

300 К Ám, nm 358.11; 344.44 388.98 400.84 396.69

uvm, [(|iW/cm2)/nm] 0.04081; 0.04188 0.018 0.068 0.4

80 К ¿m, nm 374.752; 384.245 374.750 377.126 377.7

uvm, r(uW/cm2)/nml 0.07718; 0.06188 0.048 0.275 0.82

Из зависимостей амплитудных значений сигнала КЛ от концентрации атомов галлия ( рис.4 и табл. 1) видно, что с ростом уровня легирования слоев от 0 до 2 ат. % интенсивность зеленой полосы в максимуме уменьшается при 300 К более 70 раз, а при азотных температурах- более 180 раз (кривые 3,4).

Рис.4. Зависимости амплитуды интенсивности

УФ (1,2) и зеленой (3,4) полос KJI слоев

слоев

ZnO:Ga/(0001)Al203 от концентрации галлия CGa в пленке при 80 К (1,3) и 300 К (2,4).

от

Можно полагать, что

причиной спада 2Г

интенсивности видимой < полосы KJI является o.oi -

преобладание концентрации атомов галлия (которые

о

С,.,(;«.%)

3 4 5 6

могут как замещать атомы

цинка, так и располагаться в междоузлиях) над собственными дефектами — вакансиями кислорода. Увеличение равновесной концентрации электронов в зоне проводимости вследствие легирования, видимо, приводит к переходу некоторой части заряженных вакансий кислорода Vo+/++ в нейтральное состояние V„, а, следовательно, к уменьшению выхода 3JI. При концентрации CGa = 1 ат. % появляется заметная УФ полоса и при комнатной температуре ( кривая 2 на рис.3; Л„, = 388,98 нм), которая отсутствовала в нелегированных образцах и которая может быть обусловлена аннигиляцией экситонов, связанных с донорами - атомами галлия (D°X). Такое допущение позволяет объяснить более десятикратное увеличение амплитуды коротковолновой полосы, наблюдаемое в наших образцах (при 300 и 80 К) с ростом уровня легирования в интервале (1-6) ат. % (рис. 4, кривые 1,2 и табл.1), увеличением концентрации доноров.

Таким образом, в образцах, легированных галлием до 6 ат.%, наблюдается узкая полоса краевой люминесценции при комнатной температуре и почти полностью подавлена видимая полоса, что свидетельствует о резком уменьшении концентрации вакансий кислорода в объеме. Легирование галлием приводит к переключению интенсивности катодолюминесценции с зелено-голубой области на ультрафиолетовую.

Для исследования влияния типа источника возбуждения на люминесценцию слоев использовались два способа фотовозбуждения:

1- ксеноновой лампой ДКСШ мощностью 150 Вт, совмещенной с монохроматором МДР-206, служащим для выделения длины волны возбуждающего излучения (Á. = 295 нм) и 2- импульсным азотным лазером ЛГИ 503 с длиной волны излучения 337,1 нм.

Спектры люминесцентного излучения нелегированных слоев Zn0/(0001)A1203, полученных нами в оптимальных технологических условиях, при разных способах их возбуждения при комнатной температуре приведены

на рис. 5, а спектры легированных до 6 ат. % Ga слоев — на рис.6.

Смещение максимума видимой полосы ФЛ нелегированного слоя (493 нм; 2,51эВ) при 300 К в синюю область на 70x10"3 эВ по отношению к максимуму КЛ (508 нм; 2,44 эВ) (рис.5), связывается с разными условиями для формирования центров свечения на поверхности (ФЛ) и в объеме (КЛ) слоя. Существенные изменения интенсивности свечения нелегированного слоя при охлаждении от 300 до 80 К в случае возбуждения фотонами (ФЛ) (зеленого - в 15 раз; УФ- излучения - в 155 раз) по сравнению с изменениями при возбуждении электронами (KJ1) (около двух раз), объясняются тем, что концентрация дефектов, образующих глубокие уровни и ответственных за температурное тушение люминесценции, на поверхности слоя больше, чем в объеме.

Рис.5. Спектральное 7 распределение интенсивности излучения нелегированного слоя гпО/АЬОз при 5 различных способах

возбуждения: 1-электронным * пучком (КЛ); 2 - линией 295 ¿-нм ксеноновой лампы (ФЛ); 3 = - импульсами азотного лазера = , (А=337,1 нм) (ФЛ). На вставках — УФ- область г спектра, выделенная

прямоугольником (в

увеличенном виде). зм

] 1 umim-MTcm-c /o!>:C.<il II al.%> al Л (I К bv ИйГп п! exilai «n пн iIkhIi

I

о Л

45(1 51Ш 5511 (.ЦП (.51) Tint wave ien^lii, nm

Рис. 6. Спектральное 8 распределение 1

интенсивности излучения легированного ( до 6 ат. % Оа ) слоя 2п0/А1203 при 5 различных способах "с

возбуждения: электронным £ пучком(КЛ), линией 295 нм = .! ксеноновой лампы (ФЛ) и £ импульсами азотного

лазера(А = 337,1 нм) (ФЛ). На | вставке — видимая область спектра, выделенная

прямоугольником, в

увеличенном виде. Т— 300 К.

UruinmcKr /лПЛл'Ь Jt.' ii al jM К Ьу -.liíTrrint «liljlkm m«lh«

.чю

4011

45» 551)

»ave lenmh, nm

(.51)

У

.»ИНК

С, (al.%)

Относительно слабую интенсивность УФ-полосы при низком уровне легирования донорами Ga можно объяснить наличием канала безызлучательной рекомбинации через уровни глубоких ловушек, которыми могут служить собственные дефекты ZnO. В отличие от случаев легирования ZnO другими атомами III группы, рост концентрации атомов Ga не сопровождается одновременным ростом концентрации глубоких центров безызлучательной рекомбинации, о чем свидетельствует рост интенсивности УФ-полосы с легированием. ,.,, , , , , ■ п, ■

г 111 shiii \\avt' k'nguB (if nunnmtm values to (.. 1. гсцкп

Рис. 7. Зависимости положения максимума

интенсивности зеленой (а) и | ультрафиолетовой (б) полос -фотолюминесценции слоев ZnO:Ga/(0001)Al203 от % концентрации галлия Соа в пленке * при 300 К (1) и 80 К (2). '

Из зависимости положения пика зеленой ФЛ наших слоев от концентрации атомов Ga (рис. 7, а) видно, что при малых концентрациях (до 3%) пик смещается от 493 до 485 нм в коротковолновую сторону

(фиолетовое смещение на _ величину ~ 40х 10"3 эВ), затем, при = больших концентрациях ti.

наблюдается смещение в красную ü область (кривая 1). При 80К Í фиолетовое смещение г

наблюдается при еще меньших концентрациях (до 1 %), затем пик смещается в красную область ( кривая 2 ).

Можно предположить, что изменения положения максимума зеленой полосы, обусловлены изменением локального окружения центров свечения (вакансий кислорода Vo+/++) в связи с введением ионов галлия в решетку ZnO. Красное смещение УФ - полосы с ростом уровня легирования атомами Ga (рис.7, б) указывает на размытие уровня мелкой примеси в энергетическую полосу (или зону) и связанное с этим уменьшение энергетического расстояния до валентной зоны. За уширение УФ - полосы с легированием может отвечать механизм флуктуаций потенциала кристаллической решетки.

-Iiiíi ni ч с lettuti" inüxif

¡ilm'N in 1 \ rcjiH'ii

3 I iat.%)

Спектр ФЛ при возбуждении нелегированного слоя Zn0/Al203 азотным лазером при 300 К (кривая 3 на рис. 5) отличается от спектров при возбуждении электронным пучком и излучением ксеноновой лампы противоположным распределением интенсивности люминесценции между максимумами. Он состоит из интенсивной УФ полосы с максимумом при Лт = 378,4 нм (Е„, = 3,277эВ), полушириной АХ„.5 = 14,72 им (АЕт = 0,126 эВ) и слабой (значение интенсивности в максимуме меньше в —10 раз) широкой {Alo.s = 99 нм (АЕт = 0,486 эВ) видимой полосы с максимумом около 1т = 499,6 нм (Ет = 2,48 эВ), т.е. эффективность возбуждения люминесценции в УФ области выше, чем в видимой. Такое перераспределение интенсивности излучения между полосами можно объяснить увеличением внутреннего квантового выхода //,„ для краевой (собственной) люминесценции из-за высокого уровня возбуждения в случае азотного лазера. При этом время жизни неравновесных носителей заряда относительно глубоких центров возрастает (уменьшается вероятность рекомбинации через глубокие уровни) из-за насыщения примесных рекомбинационных каналов.

Рисунок 6 демонстрирует, что легирование галлием до 6 ат.% приводит к уменьшению интенсивности зеленой полосы при всех трех видах возбуждения, использованных нами и переключению свечения на УФ область.

В заключении приводятся основные результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы:

1. Изучено влияние условий осаждения слоев ZnO, полученных методом ХТР в замкнутом реакторе при давлениях рабочего газа (водорода) (1,5-2)хЮ5 Па на кристаллическую структуру, электрические и люминесцентные свойства. Установлены температурные пределы эпитаксиального роста на ориентирующих плоскостях А1203 и оптимальные технологические параметры осаждения наиболее совершенных по электрическим и оптическим свойствам слоев.

2. Путем исследования температурных зависимостей концентрации и подвижности электронов в слоях Zn0/Al203 установлено, что концентрация носителей заряда в них достигает насыщения при температурах выше 500 К.

Для объяснения температурной зависимости подвижности электронов (М~Т°, где аг=0,2 - 0,8 при Т < 150 К и 0,5 - 2,3 при Т > 150 К) предполагается параллельное действие нескольких механизмов рассеяния электронов, связанных с дефектами разной физико-химической природы. Два линейных участка - низкотемпературный (при Т= 80 -150 К) с энергией активации АЕ = 0,012 — 0,08 эВ и высокотемпературный (при Т = 200 —500 К) с энергией активации АЕ = 0,14 — 0,50 эВ соответствуют энергии ионизации соответственно мелких (Zn?, V0+) и более глубоких (Z«,++) доноров.

3. Впервые исследовано влияние температуры термообработки слоев Zn0/Al203 в водороде, полученных методом ХТР при рНг= 1,7x105 Па на интенсивность зеленой люминесценции. Показано, что термообработкой в водороде можно существенно изменять электрические и люминесцентные

16

свойства слоев ZnO.

4. Впервые систематически исследована зависимость электрических и люминесцентных свойств слоев ZnO, осажденных методом ХТР в замкнутой системе при pHj= 1,7* 105 Па на плоскости (0001) сапфира (А1203), от уровня легирования атомами галлия. Обнаружено, что резкое уменьшение удельного сопротивления от значения р ~1 Ом* см (нелегированный образец) до р ~ 10"2 Ом-см при 300 К, наблюдается в слоях при умеренном легировании их (до 1 ат. % Ga) и обусловлено ростом концентрации мелких доноров. Термообработка в водороде при давлении 1,5 хЮ5 Па (550 °С, 10 мин.) приводит к уменьшению удельного сопротивления слоев, легированных до концентрации 3-6 ат.% на порядок величины.

5. КЛ нелегированных эпитаксиальных пленок Zn0/(0001)A1203, полученных в оптимальных технологических условиях, характеризуется интенсивным пиком в видимой (зелено-голубой) области спектра (Хт = 508 нм), обусловленным вакансиями кислорода в кристаллической решетке ZnO и пренебрежимо слабой люминесценцией в ультрафиолетовой области. УФ полоса слабой интенсивности с двумя максимумами — 375 нм и 384 нм, которая обнаруживается в нелегированных образцах при 80 К, приписывается первому и второму фононному повторениям свободного Al-LO-экситона. Увеличение интенсивности УФ полосы с легированием можно объяснить ростом концентрации экситонов, связанных с донорными атомами галлия (D°X).

6. Обнаружено, что в образцах, легированных галлием до 6 ат.%, наблюдается узкая (АХ = 21 нм (АЕ =177* 10"3 эВ) полоса краевой (фиолетовой) (Хт = 397 нм (£„,= 3,13 эВ) КЛ при комнатной температуре и почти полностью подавлена видимая полоса, что свидетельствует о резком уменьшении концентрации вакансий кислорода в объеме. Легирование галлием приводит к перемещению максимума интенсивности КЛ из зелено-голубой области в фиолетовую. При этом интенсивность зеленой полосы в максимуме уменьшается при 300 К более, чем в 70 раз, а при азотных температурах — более, чем в 180 раз. При охлаждении легированного образца до 80 К краевой максимум смещается в УФ-область (1т= 378 нм, £„=3,28 эВ) и сужается до АХ =18 нм (АЕ= 150*10"3 эВ).

7. Спектр ФЛ (возбуждение монохроматическим ( X = 295 нм) излучением ксеноновой лампы) нелегированного слоя ZnO/AbOi характеризуется относительно интенсивной и широкой полосой свечения в зелено-голубой области (Хт = 493 нм) и слабой люминесценцией в ультрафиолетовой области ().,„ = 375 нм) при комнатной температуре. Максимум видимой полосы ФЛ (493 нм, 2,51 эВ) при 300 К смещен в синюю область по отношению к максимуму КЛ (508 нм, 2,44 эВ) на 70x10"3 эВ, что можно связать с разными условиями для формирования центров свечения на поверхности (ФЛ) и в объеме (КЛ) слоя. Изменения интенсивности свечения нелегированного слоя при охлаждении от 300 до 80 К в случае возбуждения фотонами (ФЛ) значительно больше (зеленой — в 15 раз, УФ — в 155 раз) по

сравнению с изменениями их при возбуждении электронами (KJ1) (около двух раз), что можно объяснить тем, что концентрация дефектов, образующих глубокие уровни и ответственных за температурное тушение люминесценции, на поверхности слоя больше, чем в объеме.

8 Спектра ФЛ при возбуждении нелегированного слоя Zn0/A1203 излучением лазера отличается от спектров при возбуждении другими источниками противоположным распределением интенсивности между видимой и УФ- полосами, которое можно объяснить насыщением рекомбинационных каналов через глубокие центры из-за высокого уровня возбуждения и увеличением внутреннего квантового выхода r|in для краевой люминесценции.

9. С ростом концентрации атомов галлия в слоях Zn0:Ga/Al203, осажденных методом ХТР в замкнутой системе, происходят следующие изменения в спектрах люминесценции:

- интенсивность зеленой полосы люминесценции уменьшается, а ультрафиолетовой — растет;

- происходит смещение максимумов видимой и УФ- полос в длинноволновую сторону и рост их полуширины.

Таким образом, в ходе выполнения данной диссертационной работы показано, что изменением технологических условий осаждения слоев ZnO, условий их последующих термообработок и уровня легирования атомами Ga, можно управлять их электрическими и люминесцентными свойствами. На основе пленочных структур ZnO/диэлектрик можно создавать детекторы водорода и других электроактивных газов, источники света в зелено-голубой и ультрафиолетовой областях спектра.

Основные публикации автора по теме диссертации

Статьи в научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

1. Аль-Обайди, Н.Дж. Катодолюминестенция эпитаксиальных пленок ZnO, полученных методом химического транспорта / Н.Дж. Аль-Обайди, P.A. Рабаданов, И.Ш. Алиев, A.M. Исмаилов, K.M. Гираев // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. — 2012. — № 6. —С.54—57.

2. Аль-Обайди, Н.Дж. Люминесценция эпитаксиальных слоев ZnO:Ga / Н.Дж. Аль-Обайди // Известия ДГПУ. Естественные и точные науки - 2012. -№2(19).-С.5-9.

3. Рабаданов, М.Х. Влияние водорода на электрические и люминесцентные свойства слоев оксида цинка / М.Х. Рабаданов, Н.Дж. Аль-Абайди, И.Ш. Алиев, A.M. Исмаилов // Естеств. и техн. Науки.-М.: изд."Спутник+". - 2012. -№2(58). - С.52-55.

4. Аль-Обайди, Н.Дж. Влияние условий синтеза на электрические и люминесцентные свойства слоев оксида цинка / Н.Дж. Аль-Абайди, P.A.

Рабаданов, И.Ш. Алиев, A.M. Исмаилов // Вестник ДГУ, Естественные науки. - 2012. -Вып. 1. - С.22-27.

Публикации в других изданиях

5. Аль-Обайди, Н.Дж. Зависимость совершенство структуры оксида цинка от условий его синтеза / Н.Дж. Аль-Обайди, P.A. Рабаданов // II Всероссийская научно-практическая конференция «Наноматериалы, нанотехнологии, новая энергетика». — Томск: Томский полетехнический университет. —2009. — С.225—227.

6. Аль-Обайди, Н.Дж. Зависимостьи интенсивности катодо-люминесценции оксида цинка от ускоряющего напряжения / Н.Дж. Аль-Обайди, С.А. Алтухели // Труды молодых ученых— Махачкала: Дагестанский государственный университет, 2010. — С.ЗЗ—35.

7. Алтухели С.А. Зависимость проводимости пленок оксида цинка от условий получения методом ионного распыления / С.А. Алтухели, Н.Дж. Аль-Обайди // Труды молодых ученых.— Махачкала: Дагестанский государственный университет, 2010. — С.35—38.

8. Аль-Обайди, Н.Дж. Зависимость интенсивности катодо-люминесценции монокристаллического оксида цинка от энергии и плотности электронного пучка / Н.Дж. Аль-Обайди, И.М. Шапиев // Сборник трудов XVI Международной научно-практической конференции «Наноматериалы, нанотехнологии, новая энергетика»,— Томск. — 2010. — С.301—302.

9. Аль-Обайди, Н. Дж. Влияние условий осождения на структуру и электрические свойства пленок оксида цинка / Н.Дж. Аль-Обайди, P.A. Рабаданов, И.Ш. Алиев, A.M. Исмаилов // Материалы международной заочной научно-практической конференции «Физико-математические науки и информационные технологии: проблемы и тенденции развития»,— Новосибирск —2012. — С.137—142.

10. Аль-Обайди, Н.Дж. Активация собственной полосы фотолюминесценции в оксиде цинка / Н.Дж. Аль-Обайди, М.Х. Рабаданов, И.Ш. Алиев, A.M. Исмаилов // В сб.: Материалы VII Всероссийской конференции «Физическая электроника»,— Махачкала: Дагестанский государственный университет, 2012. — С.43—46.

11. Аль-Обайди, Н. Дж. Электрические и катодолюминесцентные свойства эпитаксиальных слоев ZnO, легированных галлием / Н.Дж. Аль-Обайди, М.Х. Рабаданов, И.Ш. Алиев, A.M. Исмаилов // В сб.: Материалы VII Всероссийской конференции «Физическая электроника»,— Махачкала: Дагестанский государственный университет, 2012. — С.35—39.

Подписано в печать 27.11.12. Бумага офсетная. Печать офсетная. Формат 60*84 1/16. Усл. печ.л— 1,25. Заказ № 116. Тираж 100 экз.

Отпечатано в Типографии "Радуга-1" г. Махачкала, ул. Коркмасова 11 "а"

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Общая характеристика оксида цинка.

1.1.1. Структурные особенности ЪпО.

1.1.2. Физико-химические свойства оксида цинка.

1.1.3. Методы получения пленок ЪпО.

1.1.3.1. Магнетронное распыление.

1.1.3.2. Методы кристаллизации из газовой фазы.

1.1.4. Зонная структура оксида цинка.

1.1.5. Собственные точечные дефекты в оксиде цинка.

1.1.6. Влияние примесей на электрофизические свойства ЪпО.

1.1.6.1. Влияние водорода на физические свойства ZnO.

1.1.6.2. Получение легированных пленок ZnO л-типа.

1.1.6.3. Получение легированных пленок ZnO р- типа.

1.2. Люминесцентные свойства оксида цинка.

1.2.1. Краевая люминесценция в монокристаллах и слоях ХпО.

1.2.2. Люминесценция ZnO, связанная с собственными дефектами кристаличской решетки.

1.2.3. Влияние легирования на люминесцентные свойства слоев ZnO.

1.2.4. Влияние отжига на люминесцентные свойства ХпО.

1.2.5. Сравнение фото-и катодолюминесценции.

1.2.6. Применение оксида цинка.

1.3. Выводы.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.

2.1. Экспериментальная установка для выращивания эпитаксиальных пленок оксида цинка методом химических транспортных реакций.

2.2. Подготовка подложек различной природы к нанесению пленок ZnO.

2.3. Определения совершенства структуры и ориентации слоев ZnO.

2.4. Методика измерения электрических параметров пленок ZnO.

2.5. Методика исследования люминесцентных свойств слоев ZnO.

2.5.1. Методика исследования катодолюминесценции.

2.5.2. Методика измерения спектров фотолюминесценции.

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ РОСТА И ТЕРМООБРАБОТОК НА КРИСТАЛЛИЧЕСКУЮ СТРУКТУРУ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА СЛОЕВ ОКСИДА ЦИНКА.

3.1. Влияние условий осаждения на кристаллическую структуру, электрические и люминесцентные свойства слоев ZnO.

3.1.1. Определение температурной области ориентированного роста слоев ZnO на подложках сапфира А120з.

3.1.2. Изучение температурных зависимостей электрических параметров.

3.1.3. Зависимость электрических и люминесцентных свойств слоев

ZnO от условий осаждения.

3.2. Зависимость электрических и люминесцентных свойств нелегированных слоев ZnO от термообработки в водороде.'.

3.3. Выводы.

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ УРОВНЯ ЛЕГИРОВАНИЯ АТОМАМИ ГАЛЛИЯ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА СЛОЕВ ОКСИДА ЦИНКА.

4.1. Исследование удельного сопротивления и спектров катодолюминесценции пленок ZnO, легированных галлием.

4.2. Спектры фотолюминесценции слоев ZnO:Ga/(0001)Al203.

4.3. Сравнение спектров люминесценции при разных способах Возбуждения.

4.4. Выводы.

Диссертационная работа посвящена изучению влияния условий осаждения на структурное совершенство, электрические и люминесцентные свойства слоев оксида цинка, получаемых методом химического переноса в атмосфере водорода, установлению оптимальных условий осаждения слоев на ориентирующие подложки АЬОз. Рассматривается влияние уровня легирования атомами галлия в процессе осаждения пленок и условий последующих термовоздействий на люминесцентные свойства пленок, представляющих большой интерес при создания элементов оптоэлектроники для видимой и ультрафиолетовой области спектра.

Актуальность темы диссертации. Оксид цинка - многофункциональное полупроводниковое соединение с широкой запрещенной зоной (3,37 эВ), л большой энергией связи экситона (60x10' эВ) при комнатной температуре.

Благодаря интенсивной излучательной рекомбинации экситона ZnO считается перспективным материал для создания лазеров и светодиодов в ультрафиолетовой области спектра [1,2].

Одним из преимуществ ZnO перед другим широкозонным полупроводником Оа1Ч- его физическим аналогом, широко используемым сегодня на практике для производства синих и ультрафиолетовых источников света, является простота его получения: выращивать высокосовершенные пленки ZnO гораздо легче, чем пленки Оа>1, поэтому ожидается, что производство приборов на основе ZnO будет обходиться гораздо дешевле чем на основе Оа1Ч. Этот экономический фактор является одним из основных причин повышенного интереса к оксиду цинка сегодня. Кроме того, выращенные пленки и кристаллы 2пО имеют по сравнению с GaN существенно меньшую концентрацию собственных дефектов и дислокаций, которые, как правило, являются центрами безызлучательной рекомбинации.

Оксид цинка нашел применение в устройствах на поверхностно-акустических волнах [3], в солнечных батареях [4], газочувствительных датчиках [5], в устройствах отображения информации, а также в пьезоэлектрических преобразователях [6].

В кристаллах и пленках ZnO наблюдается также видимая люминесценция в зеленой (Ятах = 500 - 530 нм) и желто-оранжевой (Дпах= 590 - 620 нм) областях спектра, поэтому он рассматривается как материал, перспективный для создания сцинтилляторов для регистрации не только нейтронов и а- частиц, но и рентгеновского и у- излучений. Оксид цинка обладает высокой радиационной стойкостью по сравнению с другими полупроводниковыми материалами (арсенид и нитрид галлия, карбид кремния, кремний), поэтому он может работать в открытом космосе и в ядерных реакторах. Кроме того, ЪпО податлив к химическому травлению, безвреден и относительно недорог, что делает его привлекательным среди материалов элементной базы оптоэлектроники.

Перспективы практического применения оксида цинка в качестве базового материала для создания источников света на видимый и ультрафиолетовый (УФ) диапазоны спектра стимулируют работы по совершенствованию технологии получения и исследованию его электрических и оптических свойств.

Пленки оксида цинка получают различными методами: молекулярно-лучевой эпитаксией, электронно-лучевым испарением, магнетронным распылением, методами газотранспортных реакций, импульсным лазерным напылением и др. Среди перечисленных методов технология химических транспортных реакций (ХТР) представляет собой относительно простой, технологичный и контролируемый метод, позволяющий получать совершенные по структуре слои оксида цинка с относительно большой скоростью. Он заключается в использовании гетерогенных равновесий между твердым (или жидким) веществом и газом: осаждаемое вещество, взаимодействуя в зоне источника с другим веществом, превращается в газообразные соединения, которые переносятся в зону с иной температурой и соединяются в исходное вещество по обратной реакции. Участие химической реакции резко улучшает режим кристаллизации, так как отпадает требование достаточно высокой упругости пара кристаллизуемого вещества, благодаря обратимости химической реакции процесс синтеза протекает вблизи равновесия, т.е. при малых пересыщениях и химическая реакция способствует стехиометрическому соотношению компонентов. Благодаря отмеченным особенностям методы кристаллизации с участием химической реакции оказались весьма эффективными для получения качественных кристаллов и слоев и быстро завоевали «технологический рынок».

Для создания стабильных и надежных оптоэлектронных устройств необходимы эпитаксиальные пленки высокого качества с максимальной фотолюминесценцией (ФЛ), минимальным удельным сопротивлением, минимальной шероховатостью поверхности, высоким кристаллическим совершенством, достаточной концентрацией и подвижностью носителей заряда. С целью получения эпитаксиальных слоев ТпО со свойствами, близкими к указанным, нами был выбран метод химического транспорта материала в атмосфере водорода в замкнутом вертикальном реакторе среднего давления (1,5 - 2)х105 Па [7], который позволял управлять процессом роста пленок, контролировать режимы осаждения слоев с заданными электрическими параметрами (р = 10"2 -10 ОмхСм, п = 1016 - 1018 см"3, ц = 40 -140 см2/(Вхс)) изменяя в системе давление рабочего газа, температуры зоны источника и подложки, перепад температуры между зонами реакции, разбавляя водород инертным газом или парами воды. Так как свойства слоев оксида цинка в значительной степени зависят от технологических условий роста и послеростовой обработки, примесного состава и состояния поверхности [8], то представлялись актуальными исследования, посвященные изучению влияния условий осаждения, последующих термовоздействий в различных средах, природы и состава собственных и примесных дефектов на электрические и оптические свойства материала.

Целью диссертационной работы являлось установление оптимальных технологических условий осаждения эпитаксиальных пленок ЪпО, получаемых методом химического транспорта в замкнутом реакторе в атмосфере водорода при давлении (1,5 - 2)х105 Па [7], изучение влияния термообработки в разных средах и уровня легирования атомами галлия на электрические и люминесцентные свойства слоев для выяснения возможности применения их при создании светоизлучающих устройств видимого и ближнего ультрафиолетового диапазонов спектра.

Для достижения намеченных целей были поставлены следующие задачи:

1. Изучение зависимости структурного совершенства и электрических параметров слоев ZnO, получаемых химическим транспортом в водороде, от технологических параметров роста. Установление температурной области ориентированного роста пленок, характера зависимости температурных пределов ориентированного роста от давления рабочего газа в системе и температуры источника.

2. Определение оптимальных технологических условий осаждения, обеспечивающих достаточное структурное совершенство слоев и максимальную дрейфовую подвижность носителей заряда в них.

3. Исследование температурных зависимостей концентрации и подвижности электронов в слоях оксида цинка для оценки энергии ионизации доноров, установления предпологаемого механизма рассеяния носителей заряда в пленках и природы рассеивающих центров.

4. Исследовать зависимости интенсивности полос люминесценции нелегированных слоев ZnO от давления водорода в системе и температур зон тигля и подложки, сравнение их с соответствующими зависимостями электрических параметров.

5. Изучение влияния послеростовой термообработки в атмосфере водорода на люминесцентные свойства слоев ZnO.

6. Изучение влияния концентрации примесных атомов галлия, вводимых в дозированном количестве в исходный материал, на структурное совершенство, электрические и люминесцентные свойства слоев 7пО/А12Оз для оптимизации их параметров.

7. Влияние различных способов возбуждения на спектры люминесценции слоев гпСШа /(0001)А1203.

Научная новизна. Впервые исследовано влияние температуры выдержки в водороде слоев 2пО/А12Оз, полученных методом химического переноса в замкнутом реакторе, на интенсивность зеленой люминесценции. Экспериментально обнаружено, что растворение водорода в ZnO при температурах выше 600 К необратимо и термообработкой в водороде можно существенно изменять электрические и люминесцентные свойства слоев ZnO. Впервые систематически исследована зависимость электрических и люминесцентных свойств слоев ZnO, осаждаемых методом ХТР на плоскости (0001) сапфира (А1203), от уровня легирования атомами галлия. Установлено, что легирование галлием способствует активации краевой полосы катодолюминесценции и тушению видимого свечения, что связывается с изменением концентрации собственных и примесных дефектов в оксиде цинка. Проведено сравнение спектров люминесценции при различных способах возбуждения: пучком электронов, излучением ксеноновой лампы и азотного лазера.

Научная и практическая значимость работы. Результаты работы будут способствовать уяснению природы центров, ответственных за видимую и ультрафиолетовую (УФ) люминесценцию в ZnO, и механизмов электронно-дырочных переходов в этом материале. Практическая значимость работы заключается в реализации оптимальных режимов метода химического переноса для получения эпитаксиальных пленок ZnO я-типа проводимости с воспроизводимыми электрофизическими и оптическими характеристиками для выяснения возможности применения таких слоев при создании электро- и катодолюминесцентных, экранов, детекторов ионизирующего излучения, источников видимого и ультрафиолетового света.

Методы исследования, использованные в работе:

• Для осаждения эпитаксиальных пленок ZnO на ориентирующих подложках сапфира А1203 использовался метод химических транспортных реакций в замкнутой системе.

• Ориентация подложек определялась рентгеновским или оптическим способами. Структурное совершенство слоев ZnO и подложек AI2O3 конторлировалось электронографическим методом (с помощью горизонтального электронографа), а оптическая однородность (гладкость) поверхности - металлографическим методом с помощью МИИ-4 и МИМ-8М.

• Морфология поверхности слоев исследовалась в сканирующем электронном микроскопе ASPEX- PSEM express.

• Электрические параметры пленок определялись измерением электропроводности и эффекта Холла. ЭДС измерялась компенсационным методом с помощью потенциометра Р363-2.

•Спектры люминесценции снимались с помощью оптоэлектронного спектрофотометрического комплекса на основе дифракционной решетки и CCD детектора.

Положения, выносимые на защиту: 1. Степень влияния послеростовой термообработки в водороде на свойства слоев Zn0/Al203, полученных методом ХТР, определяется температурным диапазоном (Т0), в частности: а) при Т0 < 600 К наблюдается рост электропроводности , обусловленной адсорбцией водорода на поверхность ZnO, и образованием донорных комплексов (0-Н)\ б) при 600 < Т0< 820 К интенсивность полосы люминесценции с Xm ~ 510 нм уменьшается, что связано с диффузией водорода в объем ZnO и образованием центров {H-V0) безызлучательной рекомбинации; в) при 820 < То< 980 К наблюдается рост интенсивности полосы люминесценции с Xm ~ 510 нм, обусловленной выделением (диффузией) кислорода из объема ZnO и увеличением концентрации центров излучательной рекомбинации ¥0+.

2. Легирование слоев гп0/А1203, получаемых методом ХТР, атомами галлия (до 1 ат. % ва) приводит к уменьшению удельного сопротивления ZnO на два порядка, что обусловлено образованием дополнительных донорных центров Оа2п.

Термообработка слоев 2пО:Оа/А12Оз в водороде (р = 1,5x10 Па, Т = 550 °С , I =10 мин.) приводит к дальнейшему уменьшению удельного сопротивления на один порядок.

3. Легирования слоев 2пО/А12Оз атомами галлия способствует активации ультрафиолетовой люминесценции и гашению интенсивности видимого (Хт ~ 510 нм) излучения, что обусловлено увеличением концентрации экситонов, связанных на мелких нейтральных донорах.

Апробация результатов работы. Материалы диссертационной работы докладывались на следующих конференциях: II Всероссийская научно-практическая конференция «Наноматериалы, нанотехнологии новая энергетика» (Томск, 2009); XVI Международная научно-практическая конференция «Наноматериалы, нанотехнологии новая энергетика». (Томск, 2010); Международная заочная научно-практическая конференция «Физико-математические науки и информационные технологии: проблемы и тенденции развития»; VII Всероссиийская конференция «Физическая электроника». Махачкала. 2012.

Достоверность полученных и представленных в диссертации результатов подтверждается использованием апробированных и обоснованных физических методик, работоспособностью созданных установок, а также общим согласованием с результатами других исследователей. Анализ экспериментальных данных проведен с соблюдением критериев достоверности статистических испытаний и физических измерений.

Личный вклад автора.

Вертикальный вариант установки по осаждению пленок оксида цинка методом химических транспортных реакций модернизирован и усовершенствован совместно с соавторами опубликованных работ при непосредственном участии соискателя. Высококачественные эпитаксиальные тонкие пленки ZnO п- типа получены автором лично. Им лично проведены все процессы связанные с легированием пленок и последующей темообработкой их в соответствующих средах. Исследования характеристик пленок и люминесцентных свойств проведены совместно с соавторами. Постановка задач исследований, определение методов, их решения и интерпретация результатов выполнены под руководством доктора физико-математических наук, профессора Рабаданов М. X.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 11 научных работах, в числе которых 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК для публикации основных результатов диссертации.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Материал работы изложен на 153 страницах, включающих 49 иллюстрации, 9 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 212 наименований.

Основные результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы:

1. Изучено влияние условий осаждения на кристаллическую структуру, электрические и люминесцентные свойства слоев ZnO, получаемых методом ХТР в замкнутом реакторе при давлениях рабочего газа (водорода) (1,5 - 2) xl О5 Па. Установлены температурные пределы эпитаксиального роста на ориентирующих плоскостях А12Оз и оптимальные технологические параметры осаждения наиболее совершенных по электрическим и оптическим свойствам слоев.

2. Исследованием температурных зависимостей концентрации и подвижности электронов в слоях Zn0/Al203 установлено, что концентрация носителей заряда в слоях достигает насыщения при температурах выше 500 К. Для объяснения температурной зависимости подвижности электронов (// ~ Т", где а =0,2 - 0,8 при Т < 150 К и 0,5 - 2,3 при Т> 150 К) предполагается параллельное действие нескольких механизмов рассеяния электронов, связанных с дефектами разной физико-химической природы. Два линейных участка - низкотемпературный (при Т= 80 150 К) с энергией активации АЕ = 0,012 0,08 эВ и высокотемпературный (при Т = 200 500 К) с энергией активации А Е = 0,14 0,50 эВ соответствуют энергии ионизации соответственно мелких ( , Vod+ ) и более глубоких (Za7,+/++) доноров.

3. Впервые исследовано влияние температуры термообработки в водороде слоев Z11O/AI2O3 , полученных методом ХТР при рНг~ 1,7*105 Па, на интенсивность зеленой люминесценции. Показано, что термообработкой в водороде можно существенно изменять электрические и люминесцентные свойства слоев ZnO.

4. Впервые систематически исследована зависимость электрических и люминесцентных свойств слоев ZnO, осаждаемых методом ХТР в замкнутой системе при рн =1,7х 105 Па на плоскости (0001) сапфира (AI2O3), от уровня легирования атомами галлия. Обнаружено, что резкое уменьшение удельного сопротивления от значения р ~1 Омхсм (нелегированный образец) до р ~ 10" Омхсм при 300 К наблюдается в слоях при умеренном легировании их (до 1 ат. % Ga). Термообработка в водороде при давлении

1.5хЮ5 Па (550 «€, 10 мин.) приводит к уменьшению удельного сопротивления слоев, легированных до концентрации 3-6 ат.%, еще на порядок величины.

5. Катодолюминесценция нелегированных эпитаксиальных пленок Zn0/(0001)A1203, полученных в оптимальных технологических условиях, характеризуется интенсивным пиком в видимой (зелено-голубой) области спектра (Хт = 508 нм), связанным, по мнению большинства авторов, с вакансиями кислорода в кристаллической решетке ZnO, и пренебрежимо слабой люминесценцией в ультрафиолетовой области. УФ полоса слабой интенсивности с двумя максимумами 375 и 384 нм, которая обнаруживается в нелегированных образцах при 80 К приписываются первому и второму фононному повторениям свободного Al-LO-экситона. Увеличение интенсивности УФ полосы с легированием можно объяснить ростом концентрации экситонов, связанных с донорными атомами галлия (D°X).

6. Обнаружено, что образцах, легированных галлием до 6 ат. %, наблюдаются узкая (АХ = 21 нм (АЕ = 177х

10° эВ)) полоса краевой фиолетовой) (Хт = 397 нм (Ет = 3,13 эВ)) катодолюминесценции при комнатной температуре и почти полностью подавлена видимая полоса, что свидетельствует о резком уменьшении концентрации вакансий кислорода в объеме. Легирование галлием приводит к переключению интенсивности катодолюминесценции с зелено-голубой области на фиолетовую. При этом интенсивность зеленой полосы в максимуме уменьшается при 300 К более 70 раз, а при азотных температурах - более 180 раз. При охлаждении легированного образца до 80 краевой максимум смещается в УФ- область (Хт = 378 нм (Ет = 3,28 эВ)) и сужается до (АХ =18 нм (АЕ = 150х Ю"3 эВ).

7. Спектр фотолюминесценции (возбуждение монохроматическим (X = 295 нм) излучением ксеноновой лампы) нелегированного слоя ZnO/АЬОз характеризуется относительно интенсивной и широкой полосой свечения в зелено-голубой области (Лт = 493 нм) и слабой люминесценцией в ультрафиолетовой области (Хт = 375 нм) при комнатной температуре. Максимум видимой полосы ФЛ (493 нм, 2,51 эВ) при 300 К смещен в синюю область по отношению к максимуму КЛ (508 нм, 2,44 эВ) на 70x10"3 эВ, что можно связать с разными условиями для формирования центров свечения на поверхности (ФЛ) и в объеме (КЛ) слоя. Изменения интенсивности свечения нелегированного слоя при охлаждении от 300 до 80 К в случае возбуждения фотонами (ФЛ) значительно больше (зеленой - 15 раз, УФ -155 раз) по сравнению с изменениями их при возбуждении электронами (КЛ) (около двух раз), что можно объяснить тем, что концентрация дефектов, образующих глубокие уровни и ответственных за температурное тушение люминесценции, на поверхности слоя больше, чем в объеме.

8. Спектра ФЛ при возбуждении нелегированного слоя Zn0/Al203 излучением лазера отличается от спектров при возбуждении другими источниками противоположным распределением интенсивности между видимой и УФ- полосами, которое можно объяснить насыщением рекомбинационных каналов через глубокие центры из-за высокого уровня возбуждения и увеличением, внутреннего квантового выхода riin для краевой люминесценции.

9. С ростом концентрации атомов галлия в слоях Zn0:Ga/Al203, осаждаемых методом ХТР в замкнутой системе, происходят следующие изменения в спектрах люминесценции:

• интенсивность зеленой полосы люминесценции уменьшается, а ултрафиолетовой - растет;

• происходит смещение максимумов полос видимой и УФ - полос в длинноволновую сторону и рост их полуширины.

Таким образом, в ходе выполнения данной диссертационной работы показано, что изменением технологических условий осаждения слоев ZnO, условий их последующих термообработок и уровня легирования атомами Ga, можно управлять их электрическими и люминесцентными свойствами. На основе пленочных структур ZnO/диэлектрик можно создавать детекторы водорода и других электроактивных газов, источники света в зелено-голубой и ультрафиолетовой областях спектра.

Публикации автора по теме диссертации

Статьи в научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

1. Аль-Обайди, Н.Дж. Катодолюминестенция эпитаксиальных пленок ZnO, полученных методом химического транспорта / Н.Дж. Аль-Обайди, P.A. Рабаданов, И.Ш. Алиев, A.M. Исмаилов, K.M. Гираев // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. — 2012. — № 6. — С.54—57.

2. Аль-Обайди, Н.Дж. Люминесценция эпитаксиальных слоев ZnO:Ga / Н.Дж. Аль-Обайди // Известия ДГПУ. Естественные и точные науки,— 2012. — №2(19). — С.5—9.

3. Рабаданов, М.Х. Влияние водорода на электрические и люминесцентные свойства слоев оксида цинка / М.Х. Рабаданов, Н.Дж. Аль-Обайди, И.Ш. Алиев, A.M. Исмаилов//Естеств. и техн. науки.-М.: изд."Спутник+". — 2012. —№2(58). — С.52—55.

4. Аль-Обайди, Н.Дж. Влияние условий синтеза на электрические и люминесцентные свойства слоев оксида цинка / Н.Дж. Аль-Обайди, P.A. Рабаданов, И.Ш. Алиев, A.M. Исмаилов // Вестник ДГУ, Естественные науки. — 2012,-Вып. 1.-С.22-27.

Публикации в других изданиях

5. Аль-Обайди, Н.Дж. Зависимость совершенство структуры оксида цинка от условий его синтеза / Н.Дж. Аль-Обайди, P.A. Рабаданов // II Всероссийская научно-практическая конференция «Наноматериалы, нанотехнологии, новая энергетика». — Томск: Томский полетехнический университет. —2009. — С.225-227.

6. Аль-Обайди, Н.Дж. Зависимость интенсивности катодо-люминесценции оксида цинка от ускоряющего напряжения / Н.Дж. Аль-Обайди, С.А. Алтухели // Труды молодых ученых.— Махачкала: Дагестанский государственный университет, 2010. — С.33—35.

7. Алтухели С.А. Зависимость проводимости пленок оксида цинка от условий получения методом ионного распыления / С.А. Алтухели, Н.Дж. Аль-Обайди // Труды молодых ученых.— Махачкала: Дагестанский государственный университет, 2010. — С.35—38.

8. Аль-Обайди, Н.Дж. Зависимость интенсивности катодолюминесценции монокристаллического оксида цинка от энергии и плотности электронного пучка / Н.Дж. Аль-Обайди, И.М. Шапиев // Сборник трудов XVI Международной научно-практической конференции «Наноматериалы, нанотехнологии, новая энергетика».— Томск. — 2010. — С.301—302.

9. Аль-Обайди, Н. Дж. Влияние условий осождения на структуру и электрические свойства пленок оксида цинка / Н.Дж. Аль-Обайди, P.A. Рабаданов, И.Ш. Алиев, A.M. Исмаилов // Материалы международной заочной научно-практической конференции «Физико-математические науки и информационные технологии: проблемы и тенденции развития».— Новосибирск-2012.- С.137—142.

10. Аль-Обайди, Н.Дж. Активация собственной полосы фотолюминесценции в оксиде цинка / Н.Дж. Аль-Обайди, М.Х. Рабаданов, И.Ш. Алиев, A.M. Исмаилов // В сб.: Материалы VII Всероссийской конференции «Физическая электроника».— Махачкала: Дагестанский государственный университет, 2012.- С.295-298.

11. Аль-Обайди, Н. Дж. Электрические и катодолюминесцентные свойства эпитаксиальных слоев ZnO, легированных галлием / Н.Дж. Аль-Обайди, М.Х. Рабаданов, И.Ш. Алиев, A.M. Исмаилов // В сб.: Материалы VII Всероссийской конференции «Физическая электроника».— Махачкала: Дагестанский государственный университет, 2012. — С.299—302.

Заключение

1. Ryu, Y.R. Optical and structural properties of ZnO films deposited on GaAs by pulsed laser deposition / Y.R. Ryu, S. Zhu, Y.D. Budai, H.R. Chandrasekhar, P.F. Miceli, H.W. White // J. Appl. Phys. -2000. V.88. - P. 201- 204.

2. Leiter, F. Magnetic resonance experiments on the green emission in undoped ZnO crystals / F. Leiter, H. Zhou, F. Henecker, A. Hofstaetter, D.M. Hofmann, B.K. Meyer. / Physica B. -2001. V.908. P. 308-310.

3. Анисимкин, В. И. Анализ газов и индуцируемых ими поверхностных процессов с помощью поверхностных акустических волн / В. И. Анисимкин, И.М. Котелянский, Э. Верона // ЖТФ. 1998. - № 2. - Т. 68. - С. 73-81.

4. Calnan, J. High deposition rate aluminium-doped zinc oxide films with highly efficient light trapping for silicon thin films solar cells / J.Calnan, B. Hiipkes, H. Rech, Siekmann and A.N. Tiwari // Thin Solid Films. -2008. -V.516 (6). -P. 1242-1248.

5. Ma, Y. Study on sensitivity of nanograin ZnO gas sensors / Y. Ma, W.L. Wang, K. J. Liao, C.Y. Kong // Journal of Wide Bandgap Materials. 2002. -V.10 (2).-P.l 13-120.

6. De Sousa, V. C. Electrical properties of ZnO-based varistors prepared by combustion synthesis / V. C. De Sousa, M. R. Morelli, G. A. Kiminami, M. S. Castro // Joyrnal of materials science: Materials in electronics.- 2002. V. 13. - P. 319-325.

7. Семилетов, С. А. Способ получения монокристаллических слоев / С. А. Семилетов, Р. А. Рабаданов // Авт. свид. 334922 (СССР). Заявл. 23. 07. 70.

8. Кузьмина, И. П. Окись цинка. Получение и оптические свойства / И. П. Кузьмина, В. А. Никитенко. М. : Наука, 1984. - 167 с.

9. Шаскольская, М.П. Кристаллофизика / М.П. Шаскольская. М. : Высш. шк. 1976.-С. 164-167.

10. Киттель, Ч. Введение в физику твердого тела / Ч. Киттель. М. : 1978. -790 с.

11. Вест, А. Химия твердого тела. Теория и приложения. 4.2. / А. Вест; под ред. акад. Ю.Д. Третьякова. М.: Мир, 1988. -336 с.

12. Diebold, U. Oxide Surface Science / U. Diebold, Li. Shao-Chun, and Schmid, M. //Annu.Rev. inPhys. Chem.-2010.-V.61.-P. 131-148.

13. Нерои Сабо, H. Неорганическая кристаллохимия / Н. Нерои Сабо. -Будапешт : АН Венгрии. 1969. С. 259-274.

14. Steiner. Т. Semiconductor nanostructures for optoelectric applications / Т. Steiner. Artech House, 2004. Chapter 6. - P. 187-228

15. Kohan, A. F. First-principles study of native point defects in ZnO Ceder / A. F. Kohan, G. D. Morgan, C. G. Van de Walle // Phys. Rev. B. 2000. - V. 61(22). - P. 15019-15027

16. Look, D. C. Residual native shallow donor in ZnO / D. C. Look, J. W. Hemsky, J. R. Sizelove // Phys. Rev. Lett. -1998. V. 82. - P. 2552-2555.

17. Look, D. C. Electrical properties of bulk ZnO / D. C. Look, D. C. Reynolds, J. R. Sizelove, R. L. Jones, C. W. Litton, G. Cantwell and W. C. Harsch // Solid State Comm. -1998. -V. 105(6). P. 399^01

18. Zhang, S. B. Intrinsic n-type versus p-type doping asymmetry and the defect of ZnO / S. B. Zhang, S.-H. Wei, A. Zunger // Phys. Rev. B. -2001. V. 63(7). -P. (7)075205.

19. Van de Walle, C. G. Hydrogen as a cause of doping in zinc oxide / C. G. Van de Walle // Phys. Rev. Lett. 2000. -V. 85. - P. 1012-1015.

20. Hofmann, D. M. Hydrogen: a relevant shallow donor in zinc oxide / D. M. Hofmann, A. Hofstaetter, F. Leiter, H. Zhou, F. Henecker, В. K. Meyer, S. B.

21. Orlinskii, J. Schmidt, P. G. Baranov // Phys. Rev. Lett. -2002. -V. 88(4). P. (4)045504.

22. Cluskey, M. D. Mc. Infrared spectroscopy of hydrogen in ZnO / M. D. Mc. Cluskey, S. J. Jokela, К. K. Zhuravlev, P. J. Simpson, K. G. Lynn // Appl. Phys. Lett. -2002. -V. 81. -P. 3807-3809.

23. Garces N. Y. Production of nitrogen acceptors in ZnO by thermal annealing / N. Y. Garces, N. C. Giles, L. E. Halliburton, G. Cantwell, D. B. Eason, D. C. Reynolds, D. C. Look // Appl. Phys. Lett. -2002. -V. 80. -P. 1334-1336.

24. Look, D. C. The path to ZnO devices: donor and acceptor dynamics / D. С Look, R. L. Jones, J. R. Sizelove, N. Y. Garces, N. C. Giles, and L. E. Halliburton //Phys. Stat. Solidi (a). -2004.-V. 195.-P. 171-177.

25. Madelung, O. Semiconductors: Intrinsic Properties of Group IV Elements and III-V, II-VI and I-VII Compounds, Semimagnetic Semiconductors, edited by/ O. Madelung, Landolt-Bornstein. Berlin: Springer, 1986. - V. 22. - 485 p.

26. Park, Y. S. Exciton spectrum of ZnO / Y. S. Park, , C. W. Litton, Т. C. Collins, and D. C. Reynolds // Phys. Rev. -1966. -V. 143. P. 512-519.

27. Кррёгер, Ф.А. Химия несовершенных кристаллов. Ф.А. Кррёгер. М.: Мир, 1969.-654 с.

28. Sui, С. High-temperature-dependent optical properties of ZnO film on sapphire substrate / C. Sui, N. Chen, X. Xu, G. Wei, P. Cai, H. Zhou // Thin Solid Films. 2008. -V.516(6). -P.l 137-1141.

29. Броудай, И. Дж. Мерей. Физические основы микротехнологии / И. Броудай. М.: Мир, 1985. - 560 с.

30. Калинкин, И. П. Эпитаксиальные пленки А2В6 / И. П. Калинкин, В. Б. Алесковский, А. В. Симашкович. Ленинград: Издательство Ленинградского Университета, 1978. - 480 с.

31. Абдуев, А.Х. Осаждение совершенных эпитаксиальных слоев оксида цинка на сапфире / Абдуев А.Х., Атаев Б.М., Багамадова A.M. // Неорган, материалы, Изд. АН СССР. 1987. - №11. - С. 1928 -1930.

32. Рабаданов, Р.А. Структура и свойства монокристаллических слоев окиси цинка / Р.А. Рабаданов, С. А. Семилетов, 3. А. Магомедов // ФТТ. -1979. -Т. 12.-С.1431-1436.

33. Kobayashi К. Preparation of c-axis oriented ZnO fdms by low-pressure organometallic chemical vapor deposition / K. Kobayashi, T. Matsubara, S. Matsushima, S. Shirakata, S. Isomura and G. Okada // Thin Solid Films. -1995. -V. 266.-P. 106-109.

34. Hay ami zu, S. Preparation of crystallized zinc oxide films on amorphous glass substrates by pulsed laser deposition / S. Hayamizu, H. Tabata, H. Tanaka, and T. Kawai // J. Appl. Phys. 1996. -V. 80. -P.787-790.

35. Lu, Y. F. The effects of thermal annealing on ZnO thin fdms grown by pulsed laser deposition / Y. F. Lu, H. Q. Ni, Z. H. Mai, and Z. M. Ren // J. Appl. Phys. -2000.-V. 88.-P. 498-502.

36. Nakahara, K. Growth of Undoped ZnO Films with Improved Electrical Properties by Radical Source Molecular Beam Epitaxy / K. Nakahara, T. Tanabe,

37. H. Takasu, P. Fons, К. Iwata, A. Yamada, K. Matsubara, R. Hunger and S. Niki // Jpn. J. Appl. Phys. 2001. - V. 40. -P. 250-254.

38. Chen, Y. Plasma assisted molecular beam epitaxy of ZnO on с -plane sapphire: Growth and characterization / Y. Chen, D. M. Bagnall, H.-J. Koh, K.-T. Park, K. Hiraga, Z. Zhu, T. Yao // J. Appl. Phys.- 1998. V. 84(7). - P. 39123918.

39. Studenikin, S. A. Band-edge photoluminescence in polycrystalline ZnO films at 1.7 К / S. A. Studenikin, Michael Cocivera, W Kellner, H Pascher // J. Lumines. 2000. -V. 91(3-4). - P.223-232.

40. Lubomir Spanhel. Semiconductor clusters in the sol-gel process: quantized aggregation, gelation, and crystal growth in concentrated zinc oxide colloids / Spanhel Lubomir, and Marc A. Anderson // J. Am. Chem. Soc. 1991. - V. 113(8). -P.2826- 2833.

41. Димова-Алякова Д.А. Электрофизические свойства пленок окиси цинка, полученных окислением слоев цинка и селенида цинка / Д.А. Димова-Алякова, В.А. Малов, В. Д. Дмитриев, М.Н. Черный // Тр. МЭИ. Электроника и радиотехника. 1974. - Вып. 192. - С.78-84.

42. Cho, S. Photoluminescence and ultraviolet losing of polycrystalline ZnO thin films prepared by the oxidation of the metallic Zn / S. Cho, J. Ma, Y. Kim, Y. Sun, Wong, K. L. George, Ketterson, B. John // Appl. Phys. Lett. 1999. - V. 75. -P. 2761-2763.

43. Wang, Y. G. Photoluminescence study of ZnO films prepared by thermal oxidation of Zn metallic films in air / Y. G. Wang, S. P. Lau, H. W. Lee, S. F. Yu, В. К. Tay, X. H. Zhang, and H. H. Hng // J. Appl. Phys. 2003. -V. 94. - P. 354-358.

44. Sigmund, P. Mechanisms and theory of physical sputtering by particle impact / P. Sigmund // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B. 1987. -V. 27(1). - P. 1-20.

45. Барченко, B.T. Ионно-плазменные технологии в электронном производстве / B.T. Барченко, Ю.А Быстров., Е.А. Колгин . СПб.: Энергоатомиздат, 2001. - 332 с.

46. Берлин, Е.В. Ионно-плазменные процессы в тонкопленочной технологии / Е.В. Берлин, Л.А.Сейдман. М.: Техносфера, 2010. - 528с.

47. Борисенко, В.Е. Наноэлектроника / В.Е. Борисенко, А. И. Воробьева, Е.А. Уткина. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2009. - 223 с.

48. Козлова, О. Г. Рост и морфология кристаллов / О. Г. Козлова. М.: МГУ, 1972.-357 с.

49. Scharowsky, Е. Optische und elektrische Eigenschaften von ZnO-Einkristallen mit Zn-iiberschuB / E. Scharowsky // Zeitschrift fur Physik. -1953. -V. 135(3).-P.318-330.

50. Оура, К. Введение в физику поверхности / К. Оура. М. : Наука, 2006. -490 с.

51. Заламай, В.В. Оптические свойства тонких слоев и наноструктур на основе GaN и ZnO: дис. д-ра физ.-мат. наук: 01.04.10 / Заламай Виктор В. Кишинев, 2006.- 174 с.

52. Карапетянц , М.Х. Химическая термодинамика / М.Х.Карапетянц. М.: Химия, 1975.-584 с.

53. Чернов, А.А. Современная кристаллография: В.4. Т.З. Образование кристаллов / А.А.Чернов, Е.И. Гиваргизов, Х.С. Багдасаров. М.: Наука, 1980.-408 с.

54. Семилетов, С.А. Эпитаксиальные слои ZnO на Ge и GaAs / С.А. Семилетов, Р.А. Рабаданов // Кристаллография. 1972. - Т. 17. - №2. - С. 334 -335.

55. Рабаданов Р.А. Получение, реальная структура, некоторые объемные и поверхностные свойства монокристаллического оксида цинка: дис. . док. физ. мат. наук: 01.04.04 / Рабаданов Рабадан Абдулкадырович. Махачкала, 1997.-358 с.

56. Шредер, Ю. Г. Широкозонные полупроводники / Ю. Г. Шредер, Ю. Т. Ребане, В. А. Зыков, В. Г. Сидоров. СПб.: Наука, 2001. - 125 с.

57. Eriko, О. Growth of the 2-in-size bulk ZnO single crystals by the hydrothermal method / O. Eriko, O. Hiraku, N. Ikuo, M. Katsumi, S. Mitsuru, I. Masumi, F. Tsuguo // J. Crys. Growth. -2004. V. 260. - P. 166 -170.

58. Pearton, S. J. Recent progress in processing and properties of ZnO / S. J. Pearton, D.P. Norton, K. Ip, Y.W. Heo, T. Steiner // Progress in Materials Science. -2005. -V. 50.-P. 293-340.

59. Morkos, H. Large-bandgap SiC, III-V nitride, and И-VI ZnSe-based semiconductor device technologies / H. Morkos, S. Strite, G. B. Gao, M. E. Lin, B. Sverdlov, and M. Bums // J. Appl. Phys. -1994. V. 76. - P. 1363-1397.

60. Pearton, S. J. GaN: Processing, defects, and devices / S. J. Pearton, J. C. Zolper, R. J. Shul, and F.Ren//J. Appl. Phys.-1999.-V. 86.-P.1-78.

61. Thomas, DG. The exciton spectrum of zinc oxide / Journal of Physics and Chemistry of Solids. -1960. -V. 15(1-2). P. 86-96.

62. Hopfdeld, J. J. Fine structure in the optical absorption edge of anisotropic crystals / J. J. Hopfdeld // Journal of Physics and Chemistry of Solids. -1960. V. 15(1-2).-P. 97-107.

63. Park, Y. S. Exciton Spectrum of ZnO / Y. S. Park, C. W. Litton,, Т. C. Collins, , and D. C. Reynolds // Phys. Rev. -1966. V. 143(2). - P. 512-519.

64. Reynolds, D.C. Valence-band ordering in ZnO / D.C. Reynolds, D. C. Look, B. Jogai, C. W. Litton, G. Cantwell, and W. C. Harsch // Phys. Rev. B. 1999. - V. 60(4). - P. 2340-2344.

65. Collins, T. C. Properties of ZnO / T. C. Collins, D. C. Reynolds, and D. C. Look//AIP Conf.Proc.-2001.-V. 577.-P. 183-199.

66. Zamfirescu, M. ZnO as a material mostly adapted for the realization of room-temperature polariton lasers / M. Zamfirescu, A. Kavokin, B. Gill, G. Malpuech, and M. Kaliteevski // Physical Review B. -2002. -V. 65. P. 161-205.

67. Lagois, J. Depth-dependent eigenenergies and damping of excitonic polaritons near a semiconductor surface / J. Lagois // Phys. Rev. B. -1981. -V. 23(10). P. 5511-5520.

68. Chichibu, S. f. Polarized photoreflectance spectra of excitonic polaritons in a ZnO single crystal / S. f. Chichibu, T. Sota, G. Cantwell, Eason, D. B., and C. W. Litton,. Polarized //J. Appl. Phys.- 2003. -V. 93(1). P.756-758.

69. Lannoo M. Point Defects in Semiconductors I / M. Lannoo, J. Bourgoin // Theoretical Aspects, (Springer-Verlag, Berlin).-1981.; Point Defects in Semiconductors II / Experimental Aspects, (Springer-Verlag, Berlin). -1983.

70. Pandelides, S. T. Deep Centers in Semiconductors / S. T. Pandelides // A State-of-the-Art Approach, 2nd ed. -Gordon and Breach Science Publishers, Yverdon, Switzerland, 1992.

71. Stavola, M. Identification of Defects in Semiconductors / M. Stavola // Semiconductors and Semimetals. Vol. 5 IB (Academic, San Diego, 1999).

72. Minami, T. Croup III Impurity Doped Zinc Oxide Thin Films Prepared by RF Magnetron Sputtering / T. Minami, H. Sato, H. Nanto, S. Takata // Jpn. J. Appl. Phys. 1985. - V. 24. -Part 2. - P.L781-L784

73. Janotti, A. Native point defects in ZnO / A. Janotti, G. Chris, Van de Walle // Phys. Rev. B. 2007. -V.76. P. 165-202.

74. Dingle, R. Luminescent transitions associated with divalent copper mpurities and the green emission from semiconducting Zinc Oxide / R. Dingle // Phys. Rev. Lett.- 1969. V. 23. -P.579-581.

75. Vanheusden, K. Mechanisms behind green photoluminescence in ZnO phosphor powders / K. Vanheusden, W.L. Warren, C.H. Seager, D.R. Tallant, J.A. Voigt, B.E. Gnade // J. Appl. Phys.-1996. V.79. - P.7983-7990.

76. Shan, F. K. The role of oxygen vacancies in epitaxial-deposited ZnO thin films / F. K. Shan, G.X. Liu, W. J. Lee, B.C. Shin // J. Appl. Phys. -2007. V.101. No.5 -P. (8)053106.

77. Reynolds, D.C. Fine structure on the green band in ZnO / D.C. Reynolds, D.C. Look, B. Jogai // J. Appl. Phys. -2001. V.89. -P.6189-6191.

78. Heo, Y.W. Origin of green luminescence in ZnO thin film grown by molecular-beam epitaxy / Y.W. Heo, D.P. Norton, S.J. Pearton // J. Appl. Phys. -2005. V.98. - No.7 - P.(6)073502.

79. Chris G. Hydrogen as a Cause of Doping in Zinc Oxide / G. Chris, Van de Walle // Phys. Rev. Lett. -20005. -V.85. -No.5. -P.1012-1015.

80. Mollwo E. Die Wirkung von Wasserstoff auf die Leitfähigkeit und Lumineszenz von Zinkoxydkristallen / E. Mollwo // Zeitschrift für Physik-1954. V.138.-P.478^88.

81. Thomas, D. G. Hydrogen as a donor in zinc oxide / D. G. Thomas, J. J. Lander //J. Chem. Phys. 1956.-V.25.-P.1136-1142.

82. Thomas, D. G. Interstitial zinc in zinc oxide / D. G. Thomas // J. Phys. Chem. Solids. -1957. -V.3 (3-4). P.229-237.

83. Reiss, H. Theory of the Ionization of Hydrogen and Lithium in Silicon and Germanium / H. J. Reiss // Chem. Phys. 1956. -V. 25. -P.681-686.

84. Hutson, A.R. Hall Effect Studies of Doped Zinc Oxide Single Crystals / A.R. Hutson //Phys. Rev.- 1957. V. 108(2). -P.222-230.

85. Eischens, R.P. The infrared spectrum of hydrogen chemisorbed on zinc oxide / R.P. Eischens, W.A. Pliskin, M.J.D. Low // J. of Catalysis. 1962. -V.l (2). P.180-191.

86. Idriss, H. Photoluminescence from zinc oxide powder to probe adsorption and reaction of 02, C02, H2, HCOOH, and CH3OH / H. Idriss, M. A. Barteau // J. Phys. Chem. -1992. -V.96. -P.3382-3388.

87. Волькенштейн,Ф.Ф. Радикалорекомбинационная люминесценция полупроводников / Ф.Ф. Волькенштейн, А.Н. Горбан, В. А. Соколов. М.: Наука, 1976.-С.279.

88. Lavrov, Е. V. Identification of two hydrogen donors in ZnO / E. V. Lavrov, F. Herklotz, and J. Weber // Phys. Rev. B. -2009. -V.79. P. 165210.

89. Janotti, A. Fundamentals of zinc oxide as a semiconductor / A. Janotti, C. G. Van de Walle // Phys. Rev. B. 2009. -V.72. -P.126501.

90. Karazhanov, S. Zh. Hydrogen complexes in Zn deficient ZnO / S. Zh. Karazhanov, E. S. Marstein, and A. Holt //J. Appl. Phys.-2009.-V.105. -P.033712.

91. Minegishi, K. Growth of p-type zinc oxide films by chemical vapor deposition / K. Minegishi, Y. Koiwai, Y. Kikuchi, K. Yano, M. Kasuga and A. Shimizu // Jpn. J. Appl. Phys.-1997.-V.38.-№ 2.-P. 1453-1456.

92. Li, X. Chemical vapor deposition-formed p-type ZnO thin films / X. Li, Y. Yan, T. A. Gessert, C. L Perkins, D. Young, C. DeHart, M. Young, and T. J. Coutts // J. Vac. Sci. Technol. A-2003.-V.21.--P. 1342-1346.

93. Chen, M. Transparent conductive oxide semiconductor ZnO:Al films produced by magnetron reactive sputtering / M. Chen, Z. Pei, W. Xi, C. Sun, and L. Wen // Mat. Res. Soc. Symp. Proc.-2001.-V.666.-P.l-6-F2.3.

94. Ataev, В. M. Highly conductive and transparant Ga-doped epitaxial ZnO films on sapphire by CVD / В. M. Ataev, A. M. Bagamadova, A. M. Djabrailov, V. V. Mamedov, R. A. Rabadanov // Thin Solid Films. 1995. - V. 260. - P. 19-22.

95. Никитенко, В. А. Люминесценция и ЭПР оксида цинка/ В. А. Никитенко// ЖПС. 1992. - Т. 52. - С.367-385.

96. Chris, G. Hydrogen as a Cause of Doping in Zinc Oxide / G. Chris, Van de Walle // Phys. Rev. Lett. -2000. V. 85. - P. 1012-1015

97. Ip, K. Thermal stability of ion- implanted hydrogen in ZnO / K. Ip, M. E. Overberg, Y. W. Heo, D. P. Norton, S. J. Pearton, S. O. Kucheyev, C. Jagadish, J. S. Williams, R. G. Wilson, and J. M. Zavada //Appl. Phys. Lett. 2002. - V. 81. -P. 3996-3998.

98. Абдуев, A.X. Влияние температуры роста на свойства прозрачных проводящих пленок ZnO, легированных галлием / А.Х. Абдуев, А.К. Ахмедов, А.Ш. Асваров, А.А. Абдуллаев, С.Н. Супьянов //Физика и техника полупроводников. 2010. -Т. 44. -Вып.1. -С.34-38.

99. Бутхузи, Т. В., Люминесценция монокристаллических слоев окиси пинка п- и р- типа проводимости / Т. В. Бутхузи, А. Н. Георгобиани, Е. Зада-Улы, Б. Т. Эльтазаров, Т. Г. Хулордава // Труды ФИАН. 1987. - Т.182. - С.140-187.

100. Guo, X.-L. Pulsed laser reactive deposition of p-type ZnO film enhanced by an electron cyclotron resonance source / X.-L. Guo, H. Tabata and T. Kawai // J. Cryst. Growth. -2001. -V. 223. РЛ35-138.

101. Look, D. C. Characterization of homoepitaxial p-type ZnO grown by molecular beam epitaxy / D. C. Look, D. C. Reynolds, C. W. Litton, R. L. Jones, D. B. Eason, and G. Cantwell // Appl. Phys. Lett. -2002. V. 81. - P. 1830-1832.

102. Ryu, Y. R. Synthesis of p-type ZnO films / Y. R. Ryu, S. Zhu, D. C. Look, J. M. Wrobel, H. M. Jeong and H. W. White // J. Cryst. Growth. 2000. - V. 216. -P.330-333.

103. Ryu, Y. R. Properties of arsenic-doped p-type ZnO grown by hybrid beam deposition / Y. R. Ryu, T. S. Lee, and H. W. White //Appl. Phys. Lett. 2003 .-V. 83. -P.87-89.

104. Bang, K. H. Formation of p-type ZnO film on InP substrate by phosphor doping / K. H. Bang, D.-K. Hwang, M.-C. Park, Y.-D. Ko, I. Yun, and J.-M. Myoung // Appl. Surf. Sci. 2003. -V. 210. - P. 177-182.

105. Kim, K.-K. Realization of p-type ZnO thin films via phosphorus doping and thermal activation of the dopant / K.-K. Kim, H.-S. Kim, D.-K. Hwang, J.-H. Lim, and S.-J. Park // Appl. Phys. Lett. -2003. V. 83. -P.63-65.

106. Yamamoto, T. Physics and control of valence states in ZnO by codoping method / T. Yamamoto and H. Katayama-Yoshida // Physica B. -2001. -V.302-303. -P.155-162.

107. Yamauchi, S. Photoluminescence studies of undoped and nitrogen-doped ZnO layers grown by plasma-assisted epitaxy / S. Yamauchi, Y. Goto, T. Harm // J. of Cryst. Growth. 2004. - V. 260. - P. 1-6.

108. Ryu, M. K. Postgrowth annealing effect on structural and optical properties of ZnO films grown on GaAs substrates by the radio frequency magnetron sputtering technique / M. K. Ryu, S. H. Lee, M. S. Jang // J. Appl. Phys. 2002. V.92. -No.l. -P.154-158.

109. Iwata, К. Nitrogen-induced defects in ZnO:N grown on sapphire substrate by gas source МВБ / K. Iwata, P. Fons, A. Yamada, K. Matsubara and S. Niki // J. Cryst. Growth. 2000. - V. 209. -P.526-529.

110. Guo, X.-L. Epitaxial growth and optoelectronic properties of nitrogen-doped ZnO films on А120з substrate / X.-L. Guo, H. Tabata and T. Kawai // J. Cryst. Growth. 2002.-V. 237-239. - P. 544-547.

111. Heo, Y. W. Transport properties of phosphorus-doped ZnO thin films / Y. W. Heo, S. J. Park, K. Ip, S. J. Pearton, and D. P. Norton // Appl. Phys. Lett-2003. -V. 83. -P.l 128- 1130.

112. Георгобиани, A.H. Влияние отжига в радикалах кислорода на люминесценцию и электропроводность пленок ZnO:N/ A.H. Георгобиани, A.H. Грузинцев, В.Т. Волков, М.О. Воробьев // ФТП. -2002. Т.36. - Вып. 3. -С.284-288.

113. Johnson, М. A. L. МВБ growth and properties of ZnO on supphire and SiC substrates / M. A. L. Johnson, Shizuo Fujita, W. H. Rowland, W. C. Hughes, J. W. Cook, J. F. Schetzina //J. Electron. Materials. -1996. -V. 25. -P.855- 862.

114. Карипидис, Т.К. Термическая устойчивость монокристаллов цинкита / Т.К. Карипидис, В.В. Мальцев, Е.А. Волкова, М.В. Чукичев, Н.И. Леонюк // Кристаллография. -2008. -Т. 53. №2. - С.363-367.

115. Zu, P. Ultraviolet spontaneous and stimulated emissions from ZnO microcrystallite thin films at room temperature / P. Zu, Z. K. Tang, G. K. L. Wong, M. Kawasaki, A. Ohtomo, H. Koinuma and Y. Segawa // Solid State Comm. -1997. -V. 103. -P.459-462.

116. Tang, Z. K. Room-temperature ultraviolet laser emission from self-assembled ZnO microcrystallite thin films / Z. K. Tang, G. K. L. Wong, P. Yu, M. Kawasaki, A. Ohtomo, H. Koinuma, and Y. Segawa //Appl. Phys. Lett. -1998. -V. 72. -P.3270—3272.

117. Bagnall, D. M. High temperature excitonic stimulated emission from ZnO epitaxial layers / D. M. Bagnall, Y. F. Chen, Z. Zhu, T. Yao, M. Y. Shen, and T. Goto //Appl. Phys. Lett. -1998. V. 73. -P.1038-1040.

118. Панков Дж., Оптические процессы в полупроводниках / Дж. Панков. -М.: Мир, 1973.-458 с.

119. Thomas, D. G. The exciton spectrum of zinc oxide / D. G. Thomas // J. Phys. Chem. Solids. -1960. -V.15. -No. 1-2. -P.86-96.

120. Reynolds, D. C. Zeeman Effects in the Edge Emission and Absorption of ZnO / D. C. Reynolds, C. W. Litton, and Т. C. Collins // Phys. Rev. -1965. -V. 140. -P. A1726-A1734.

121. Meyer, В. K. Bound exciton and donor-acceptor pair recombinations in ZnO /

122. B. K. Meyer, H. Alves, D. M. Hofmann, W. Kriegseis, D. Forster, F. Bertram, J. Christen, A. Hoffmann, M. Strafiburg, M. Dworzak, U. Haboeck, A. V. Rodina // Phys. Stat. Sol.(b). -2004. -V. 241. -P. 231-260.

123. Reynolds, D. C. Neutral-donor-bound-exciton complexes in ZnO crystals / D.

124. C. Reynolds, D. C. Look, B. Jogai, C. W. Litton, Т. C. Collins, W. Harsch, and G. Cantwell //Phys. Rev. -1998. -V.57. -P. 12151-12155.

125. Yamamoto, A. Dynamics of newly observed biexcitons in ZnO epitaxial thin films / A. Yamamoto, K. Miyajima, T. Goto, H.J. Ко, and T. Yao // J. Lumines. -2001.-V. 94. -P.373-377.

126. Hvam, J. M. Exciton-exciton interaction and laser emission in high purity ZnO / J. M. Hvam //Solid State Comm.-1973. -V. 12. P.95-97.

127. Chen, Y. Layer-by-layer growth of ZnO epilayer on Al203(0001) by using a MgO buffer layer / Y. Chen, H.-J. Ко, S.-K. Hong, T. Yao // Appl. Phys. Lett-2000.-V. 76.-No.5. P.559-561.

128. Tsukazaki, A. Emission from the higher-order excitons in ZnO films grown by laser molecular-beam epitaxy/ A. Tsukazaki, A. Ohtomo, M. Kawasaki, T. Makino, С. H. Chia, Y. Segawa, and H. Koinuma // Appl. Phys. Lett. -2004. -V. 84. -No.19. P.3858-3868.