Warum ist GaN als Substrat für ZnO-Dünnschichten besser als Si?

Bei dem Versuch, einen dünnen Film mit ZnO zu züchten, fand ich heraus, dass viele Forscher Silizium als Substrat verwenden und andere GaN verwenden. Durch weitere Forschung fand ich heraus, dass GaN gegenüber Silizium bevorzugt wird, aber ich kenne den Grund nicht. Warum wird GaN gegenüber Silizium bevorzugt?

Gitterfehlanpassung vielleicht?
Ich dachte an Gitterfehlanpassung, aber ich denke, es kann sein, dass die Energiebandlücke für GaN (3,4 eV) viel näher an der von ZnO (3,3 eV) als von Si (1,1 eV) liegt. aber ich bin mir bei dieser Antwort nicht sicher, also stimmst du meiner Meinung zu?
Ich denke es kommt auf das Gerät und die Anwendung an.
Lassen Sie die Verwendung eines ZnO-Dünnschichtgeräts zur Erzeugung eines zufälligen UV-Laserlichts erfolgen. Was wird dann der Grund für meine Frage sein?

Antworten (1)

ZnO und GaN haben beide eine Wurtzitstruktur mit einer sehr ähnlichen Gitterkonstante; im Gegensatz dazu ist Si diamantkubisch. Auch die Wärmeausdehnungskoeffizienten von ZnO und GaN sind sehr ähnlich.

Das Folgende ist diesem Artikel von Hanada entnommen

Gitterkonstanten:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

und Wärmeausdehnungskoeffizienten:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die entsprechenden Zahlen für Si sind die Wärmeausdehnung von 2.62 ⋅ 10 − 6 / K bei 300 K Quelle - deutlich kleiner - und Gitterkonstante von 5,43 Å.

[Hinzugefügt nach einem Kommentar]: Es gibt auch die Sache mit dem Band Bap. Für Si beträgt sie 1,12 eV; für GaN 3,4 eV; und für ZnO 3,2 eV. (alle Werte hängen ziemlich stark von der Temperatur ab; diese sind nicht bei genau der gleichen Temperatur angegeben). Auch hier sind sich GaN und ZnO ähnlicher - obwohl ich nicht sicher bin, wie relevant dies für den Zweck der Frage ist.

Insgesamt passt GaN einfach besser zu ZnO als Si.

Vielen Dank für diese Antwort. Können wir auch die Bandlückenähnlichkeit zwischen GaN und ZnO anstelle von Si einbeziehen?
Ich bin mir nicht sicher, ob die Bandlücke beim Kristallwachstum hilft, weshalb ich sie nicht aufgenommen habe. Aber ja, ich könnte diese Informationen hinzufügen.
Nochmals vielen Dank für Ihre Antwort. Das hilft mir sehr gut.
Warum ist GaN als Substrat für ZnO-Dünnschichten besser als Si?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v