O‘zmu xabarlari Вестник нууз acta nuuz

O‘zMU xabarlari Вестник НУУз ACTA NUUz
 
FIZIKA 
3/2/1 2021 
- 350 -
Рис. 4 – Зависимости фотопроводимости пленок ZnO:Al с концентрацией 1% ат. Al разной толщины, измеренные при 
300К 
Отметим, что временная зависимость фотопроводимости имеет классический для пленки ZnO вид. Несмотря на то, что 
ширина запрещенной зоны ZnO (3.36 эВ) [4] больше энергии видимого светового излучения (≤ 3.26 эВ), в микро- 
структурированных пленках ZnO фотопроводимость наблюдается даже при освещении белым светом. Это связанно с 
тем, что у подобных образцов имеется хвост плотности состояний, ниже края зоны проводимости [6, 7]. 
При этом удвоение толщины пленки приводит к двукратному увеличению относительной фотопроводимости 
образца. Такое увеличение фотопроводимости связано с уменьшением вклада рекомбинационных процессов на 
поверхности и на границе раздела ZnO – Si. 
Повышение концентрации алюминия с 1 до 6 процентов приводило к полному отсутствию фотопроводимости у 
образцов при облучении их видимым светом. На наш взгляд отсутствие эффекта фотопроводимости в образцах с более 
высоким уровнем легирования может быть объяснено следующим образом. Легирование ZnO алюминием приводит к 
значительному росту концентрации свободных носителей заряда и увеличению ширины запрещенной зоны. В 
результате происходит заполнение свободных состояний в зоне проводимости электронами донорной примеси. Это 
приводит к коротковолновому сдвигу края спектра поглощения, вследствие эффекта Бурштейна-Мосса[1]. В следствии 
такого сдвига спектр возбуждающего излучения уже не захватывает хвост плотности состояний разрешенной зоны 
ZnO[8].
Заключение 
В настоящей работе приводятся результаты исследований микроструктурных и фотоэлектрических свойств 
пленок ZnO легированных алюминием. Показано, что микроструктура поверхности пленок определяется не 
содержанием легирующей примеси алюминия, а толщиной исследуемых пленок. Установлено наличие 
фотопроводимости, установлено что увеличение концентрации алюминия с 1 до 6 ат. % ведет к исчезновению 
фотопроводимости в исследуемых образцах при видимом свете. На наш взгляд этот эффект связан с эффектом 
Бурштейна-Мосса, который приводит к сдвигу края области поглощения в коротковолновую часть спектра с 
увеличением степени легирования алюминием.