Phosphor-Dotierung von ZnO-Nanodrähten


Eine wesentliche Voraussetzung für photonische Anwendungen des oxidischen II-VI-Halbleiters Zinkoxid (ZnO) ist der Nachweis einer zeitlich stabilen sogenannten p-Typ Leitfähigkeit im ZnO. Diese auch als Löcherleitung bezeichnete Leitfähigkeit stellt weltweit eine große Herausforderung dar, und die Fortschritte bei dieser anspruchsvollen Thematik waren bisher eher spärlich. "Wir konnten nun einen herausragenden Fortschritt bei der Phosphor-Dotierung von ZnO-Nanostrukturen (ZnO:P) erzielen", sagt Professor Dr. Marius Grundmann, Direktor des Institutes für Experimentelle Physik II der Universität Leipzig.

Den Forschern gelang es, in einem neuartigen Laserplasma-Züchtungsprozess (PLD), Phosphoratome in nanodimensionale ZnO-Halbleiter einzubauen, das heißt eine Phosphordotierung der ZnO-Nanodrähte (ZnO:P). Das erfolgreiche Verfahren läuft bei deutlich höheren Prozessgasdrücken als bisher üblich ab. Dazu mischt man dem ZnO Phosphor-Pentoxid P2O5 als Reaktionspartner bei.

"Derartige p-n-Übergänge in Nanodimensionen auf der Basis von ZnO zu realisieren, ist durch die Erfolge der Leipziger Arbeitsgruppe nun in greifbare Nähe gerückt", freut sich Professor Grundmann. "Durch die Züchtung von strukturell besonders hochwertigen, spannungs- und defektarmen ZnO-Nanodrähten konnten wir die bekannten Schwierigkeiten mit der p-Leitung in ZnO umgehen." Der neuartige Halbleiter ZnO ist besonders für blau und ultraviolett leuchtende LEDs und Laserdioden geeignet.

COMPAMED.de; Quelle: Universität Leipzig