Characterisation of Defects in ZnO Implanted by Hydrogen

Abstract:

Article Preview

In the present work, defects created by implantation of hydrothermally grown ZnO single crystals of high quality with H+ ions were investigated by positron annihilation lifetime (LT) spectroscopy combined with measurements of optical transmittance (OT) and photoluminescence (PL). First, zinc vacancies attached with one hydrogen impurity (VZn – 1H) atom were identified in the virgin ZnO single crystal. The ZnO single crystals were then bombarded by H+ ions with the energy of 2.5 MeV to the fluence of 1016 cm-2. It was found that VZn – VO divacancies were introduced into ZnO by H+-implantation. Effects of H+-implantation on the optical activity of defects in ZnO lattice are characterised in the light of the present OT and PL data.

Info:

Periodical:

Edited by:

Prof. Andreas Öchsner, Prof. Graeme E. Murch, Ali Shokuhfar and Prof. João M.P.Q. Delgado

Pages:

49-54

Citation:

I. Procházka et al., "Characterisation of Defects in ZnO Implanted by Hydrogen", Defect and Diffusion Forum, Vol. 365, pp. 49-54, 2015

Online since:

July 2015

Export:

Price:

$41.00

* - Corresponding Author

[1] Ü. Özgür, Ya.I. Alivov, C. Liu, A. Teke, M.A. Reshchikov, S. Doğan, V. Avrutin, S. -J. Cho and H. Morkoç: J. Appl. Phys. Vol. 98 (2005), art. 041301.

DOI: https://doi.org/10.1063/1.1992666

[2] G. Brauer, W. Anwand, D. Grambole, J. Grenzer, W. Skorupa, J. Čížek, J. Kuriplach, I. Procházka, C.C. Ling, C.K. So, D. Schulz and D. Klimm: Phys. Rev. B Vol. 79 (2009), art. 115201.

DOI: https://doi.org/10.1103/physrevb.79.115212

[3] C.G. Van de Walle: Physica B Vol. 308-310 (2001), p.899.

[4] J. Čížek, N. Žaludová, M. Vlach, S. Daniš, J. Kuriplach, I. Procházka, G. Brauer, W. Anwand, D. Grambole, W. Skorupa, R. Gemma, R. Kirchheim and A. Pundt: J. Appl. Phys. Vol. 103 (2008), art. 053508.

DOI: https://doi.org/10.1063/1.2844479

[5] F. Lukáč, J. Čížek, M. Vlček, I. Procházka, W. Anwand, G. Brauer, F. Traeger, D. Rogalla and H. -W. Becker: Phys. Procedia Vol. 35 (2012), p.128.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.phpro.2012.06.023

[6] F. Lukáč, J. Čížek, M. Vlček, I. Procházka, M. Vlach, W. Anwand, G. Brauer, F. Traeger, D. Rogalla, H. -W. Becker, S. Wagner, H. Uchida and C. Bahtz: Mater. Sci. Forum Vol. 733 (2013), p.228.

DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.733.228

[7] G. Brauer, W. Anwand, W. Skorupa, J. Kuriplach, O. Melikhova, C. Moisson, H. von Wenckstern, H. Schmidt, M. Lorenz and M. Grundmann: Phys. Rev. B Vol. 74 (2006), art. 045208.

DOI: https://doi.org/10.1103/physrevb.74.045208

[8] S. Brunner, W. Puff, A.G. Balogh and P. Mascher: Mater. Sci. Forum Vol. 363-365 (2001), p.141.

[9] J.F. Ziegler, M.D. Ziegler and J.P. Biersack: Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res. B Vol. 268 (2010), p.1818. Information on www. srim. org.

[10] R. Krause-Rehberg and H.S. Leipner: Positron Annihilation in Semiconductors, Vol. 127 of Series Solid-State Sciences, (Springer-Verlag, Berlin 1999).

DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-03893-2

[11] G. Brauer, J. Kuriplach, J. Čížek, W. Anwand, O. Melikhova, I. Procházka and W. Skorupa: Vacuum Vol. 81 (2007), p.1314.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2007.01.036

[12] F. Bečvář, J. Čížek, I. Procházka and J. Janotová: Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res. A Vol. 539 (2005), p.372.

[13] I. Procházka, I. Novotný and F. Bečvář: Mater. Sci. Forum Vol. 255-257 (1997), p.772.

[14] H. Surbeck: Helv. Phys. Acta Vol. 50 (1977), p.705.

[15] W. Anwand, G. Brauer, R.I. Grynszpan, T.E. Cowan, D. Schulz, D. Klimm, J. Čížek, J. Kuriplach, I. Procházka, C.C. Ling, V. Klemm, G. Schreiber and D. Rafaja: Journ. Appl. Phys. Vol. 109 (2011), art. 063516.

DOI: https://doi.org/10.1063/1.3559264

[16] J. Tauc: Mater. Res. Bulletin Vol. 3 (1968), p.37.

[17] O. Zakharov, et al: Phys. Rev. B Vol. 50 (1994), p.10780.

[18] Y. Sun, H. Guo, F. Jiang, R. Yuan, J. Zhang, X. Zeng, T. Zhou, Y. Qiu, B. Zhang, K. Xu and H. Yang: Appl. Surf. Sci. Vol. 283 (2013), p.258.