P-Typ-ZnO als multifunktionales Material für optoelektronische Bauelemente

ZnO ist eines der wichtigsten Materialien unter den transparenten leitfähigen Oxiden (TCO). ZnO bildet eine technologisch wichtige Materialklasse und weist außergewöhnliche UV-Dämpfungseigenschaften auf, da es 95 % der gesamten UV-Strahlung blockiert. Da die Bandlücke von ZnO deutlich über dem sichtbaren Bereich liegt, sind hergestellte Schichten elektrisch leitfähig, was zu Anwendungen für transparente p-n-Übergangsbauelemente führt. ZnO weist aufgrund einer großen Anzahl nativer Defekte, wie Sauerstoffleerstellen und Zink-Interstitialen, von Natur aus n-Leitfähigkeit auf, was die Herstellung von p-Leitfähigkeits-ZnO-Dünnschichten erschwert. Die Schwierigkeit bei der Bildung von p-Leitfähigkeits-ZnO-Material ist auf dessen Selbstkompensationseffekt, das tiefe Akzeptorniveau und die geringe Löslichkeit von Akzeptor-Dotierungen zurückzuführen. Im Allgemeinen kann die Realisierung einer p-Leitfähigkeit bei ZnO-Dünnschichten durch den Ersatz von Zn-Stellen durch Elemente der Gruppe I (Li, Na, K und Ag) oder von O-Stellen durch Elemente der Gruppe V (N, P, As, Sb) oder durch den gleichzeitigen Ersatz von Zn- und O-Stellen durch Elemente der Gruppen III und V erreicht werden.