The study of the behavior of Al impurity in ZnO lattice by a fullerene like model

Л.І. Овсяннікова; Г.В. Лашкарьов; В.В. Картузов; Д.В. Миронюк; М.В. Дранчук; А.І. Євтушенко

doi:10.15330/pcss.22.2.204-208

Автор(и)

Л.І. Овсяннікова Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича, НАН України
Г.В. Лашкарьов Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича, НАН України
В.В. Картузов Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича, НАН України
Д.В. Миронюк Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича, НАН України
М.В. Дранчук Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича, НАН України
А.І. Євтушенко Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича, НАН України

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.22.2.204-208

Ключові слова:

Фулереноподібна модель, Оксид цинку, Енергія іонізації алюмінію, Енергії утворення власних дефектів, Дефекти упаковки ZnO

Анотація

Шляхом дослідження фулереноподібних кластерів Zn₃₂Al₄O₃₆ було розраховано енергію утворення власних дефектів акцептора кисню O_i та енергію іонізації Al в оксиді цинку. Досліджено вплив дефектів гратки на електроактивність домішки Al. Встановлено, що аналіз енергій утворення дефектів показує меншу енергію утворення між вузлового кисню O_iу порівнянні з енергією утворенням вакансії Zn. Проведені розрахунки дозволяють сформулювати рекомендації щодо технологічних умов осадження плівок ZnO із покращеною електроактивністю донорної домішки Al.

Посилання

Ievtushenko A., Khyzhun O., Shtepliuk I., and et. al. X-Ray photoelectron spectroscopy study of highly-doped ZnO:Al,N films grown at O-rich conditions, Journal of Alloys and Compounds 2017; 722: 683-689 (https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.06.169 ).

Dmytruk A., Dmitruk I., Kasuya A. Zinc peroxide precursor for ZnO clusters, Materials Science & Engineering Technology 2009;40(4):265-267 (https://doi.org/10.1002/mawe.200800438 ).

Dmytruk A., Dmitruk I., Blonskyy I., and et. al. ZnO clusters: Laser ablation production and time-of-flight mass spectroscopic study, Microelectronics Journal 2009; 40:218–220 (https://doi.org/10.1016/j.mejo.2008.07.010 ).

Ovsiannikova L. I. Model and properties of fullerene-like and wurtzite-like ZnO and Zn(Cd)O clusters, Acta Physica Polonica A 2012; 122:1062-1064 (https://doi.org/10.12693/APhysPolA.122.1062 ).

Ovsiannikova L. I. The Investigation of the Cadmium Effect on Properties of ZnCdO Alloys Using Zn36-xCdxO36 Clusters, Acta Physica Polonica A 2014; 126:1090-1092 (https://doi.org/10.12693/APhysPolA.126.1090 ).

Ovsiannikova L., Kartuzov V., Shtepliuk I. and et. al. Study of the Clusterization of CdO Phase in ZnCdO Alloys by Modeling Fullerene-Like Zn44Cd4O48 Cluster, Acta Physica Polonica A 2016;129:A41 – 43 (https://doi.org/10.12693/APhysPolA.129.A-41 ).

Shtepliuk I., Khranovskyy V., Lashkarev G. and et. al. Electrical properties of n Zn0.94Cd0.06O/p SiC heterostructures, Solid-State Electronics 2013;81:72 - 77 (https://doi.org/10.1016/j.sse.2013.01.015 ).

Ovsiannikova L., Dranchuk M., Lashkarev G. and et. al. Study of donor Al impurity state in ZnO by fullerene like model, Superlattice and Microstructures 2017;107:1-4 (https://doi.org/10.1016/j.spmi.2017.03.054 ).

Huzinaga S., Andzelm J., Klobukowski M. and et. al. Gaussian basis sets for molecular calculations Elsevier, Amsterdam, 1984.

Messmer R. P., Watkins G. D. Molecular-orbital treatment for deep levels in semiconductors: substitutional nitrogen and the lattice vacancy in diamond, Phys. Rev. B 1973;7:2568-2591 (https://doi.org/10.1103/PhysRevB.7.2568 ).

Schmidt M. W., Baldridge K. K., Boatz J. A. and et. al. General atomic and molecular electronic structure system, J. Comput. Chem. 1993;14:1347–1363 (https://doi.org/10.1002/jcc.540141112 ).

Portmann S. Lüthi H.-P. MOLEKEL: An interactive molecular graphics tool. CHIMIA International Journal for Chemistry 2000;54:766-770.

Ievtushenko A. I., Bykov O. I., Klochkov L. O. and et. al. The influence of oxygen pressure on ZnO:Al thin films properties grown by layer by layer growth method at magnetron sputtering, Physics and Chemistry of Solid State 2015;16(4):667-674 (https://doi.org/10.15330/pcss.16.4.667-674 ).