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HL: Fachverband Halbleiterphysik

HL 38: ZnO I

HL 38.10: Vortrag

Donnerstag, 29. März 2007, 12:30–12:45, H17

Zeitaufgelöste Photolumineszenz-Spektroskopie an undotierten und Cr-dotierten ZnO Nanopartikeln — •Lars Schneider¹, Gerd Bacher¹, Wei Jin² und Markus Winterer² — ¹Werkstoffe der Elektrotechnik, Universität Duisburg-Essen — ²Institut für Verbrennung und Gasdynamik, Universität Duisburg-Essen

ZnO ein viel versprechender Kandidat für optoelektronische Anwendungen im UV und verspricht Ferromagnetismus bei Raumtemperatur. Wir präsentieren zeitaufgelöste und zeitintegrierte Photolumineszenzmessungen an undotierten und Cr-dotierten ZnO Nanopartikeln. Die Tieftemperaturspektren der undotierten Partikel werden durch mehrere schmale Linien dominiert, die der Rekombination freier und gebundener Exzitonen und ihrer Phononreplika zugeschrieben werden. Die schmale Linienbreite (FWHM) von 2.9 meV ist ein Hinweis für die gute optische Qualität der Nanopartikel, die selbst bei Raumtemperatur eine ausgeprägte, bandkantennahe Emission ermöglicht. Eine Analyse der Zerfallskonstanten erlaubt die Bestimmung charakteristischer Rekombinationszeiten donator- und akzeptorgebundener sowie freier Exzitonen. Für Cr-dotierte ZnO-Nanopartikel konnte eine ähnlich gute optische Qualität festgestellt werden. EELS- und EXAFS-Messungen zeigen eindeutig den Einbau von Cr in die Gitterstruktur des ZnO. Magnetolumineszenz-Messungen zeigen allerdings keinen signifikanten Einfluss der magnetischen Ionen auf die magnetooptischen Eigenschaften des ZnO. Dies lässt sich mit Hilfe von XANES- und EXAFS-Messungen erklären, die zeigen, dass Chrom als Cr3+ nicht substitutionell in das Wurtzit-Gitter eingebaut wird.