ZnO-Based Ultraviolet Detectors

Zinc Oxide Materials for Electronic and Optoelectronic Device Applications

Volumn , Issue , 2011, Pages 287-329

  Zhong, Jian ^a   Lu, Yicheng ^a  

^a RUTGERS UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

Deep level transient spectroscopy (DLTS); Defect localized state (DLS); Fourier transform infrared photocurrent (FTIR PC); Light emitting diodes (LEDs); Persistent photoconductivity (PPC); Photoconductivity in ZnO; Pulsed laser deposition (PLD); ZnO NW UV Photodetectors

Indexed keywords

DEEP LEVEL TRANSIENT SPECTROSCOPY; II-VI SEMICONDUCTORS; PHOTOCONDUCTIVITY; PULSED LASER DEPOSITION; ZINC OXIDE;

FTIR; LIGHT EMITTING DIODE (LEDS); LOCALIZED STATE; PERSISTENT PHOTOCONDUCTIVITY; UV PHOTODETECTORS;

FOURIER TRANSFORM INFRARED SPECTROSCOPY;

EID: 84861093760     PISSN: None     EISSN: None     Source Type: Book    
DOI: 10.1002/9781119991038.ch11     Document Type: Chapter

References (116)

1. M. Razeghi and A. Rogalski, J. Appl. Phys. 79, 7433 (1996).
2. E. Monroy, F. Omnes and F. Calle, Semicond. Sci. Technol. 18, R33 (2003).
3. C. W. Bunn, Proc. Phys. Soc., London 47, 835 (1935).
4. E. Mollwo, Z. Angew. Phys. 6, 257 (1954).
5. D. C. Reynolds and T. C. Collins, Phys. Rev. 185, 1099 (1969).
6. D.C. Look, Mater. Sci. Eng., B 80, 381 (2001).
7. P. Schreiber, T. Tang, G. Smith, T. Pickenpaugh, P. Gehred and C. Litton, Proc. SPIE 3629, 230 (1999).
8. J. D. Albrecht, P. P. Ruden, S. Limpijumnong, W. R. L. Lambrecht and K. F. Brennan, J. Appl. Phys. 86, 6864 (1999).
9. E. Mollwo, in Proceedings of the Photoconductivity Conference, edited by R. G. Breckenridge, John Wiley & Sons. Ltd, New York, 1954, p. 509.
10. P. H. Miller, in Proceedings of the Photoconductivity Conference, edited by R. G. Breckenridge, John Wiley & Sons, Ltd, New York, 1954, p. 287.
11. R. J. Collins and D. G. Thomas, Phys. Rev. 112, 388 (1958).
12. G. Heiland, J. Phys. Chem. Solids, 22, 227 (1961).
13. H. Fabricius, T. Skettrup and P. Bisgaard, Appl. Opt. 25, 2764 (1986).
14. A. M. Fernandez and P. J. Sebastian, J. Phys. D: Appl. Phys. 26, 2001 (1993).
15. Y. Takahashi, M. Kanamori, A. Kondoh, H. Minoura and Y. Ohya, Jpn. J. Appl. Phys. 33, 6611 (1994).
16. D. H. Zhang and D. E. Brodie, Thin Solid Films 238, 95 (1994).
17. D. H. Zhang and D. E. Brodie, Thin Solid Films 251, 151 (1994).
18. A. E. Jimenez-Gonzailez and P. K. Nair, Semicond. Sci. Technol. 10, 1277 (1995).
19. Y. Liu, C. R. Gorla, S. Liang, N. Emanetoglu, Y. Lu, H. Shen and M. Wraback, J. Electron. Mater. 29, 69 (2000).
20. S. Liang, H. Sheng, Y. Liu, Z. Huo, Y. Lu and H. Shen, J. Cryst. Growth 225, 110 (2001).
21. D. C. Oh, T. Suzuki, T. Hanada, T. Yao, H. Makino and H. J. Ko, J. Vac. Sci. Technol., B 24, 1595 (2006).
22. H. Kind, H. Yan, B. Messer, M. Law and P. Yang, Adv. Mater., 14, 158 (2002).
23. K. Keem, H. Kim, G. Kim, J. S. Lee, B. Min, K. Cho, M. Sung and S. Kim, Appl. Phys. Lett. 84, 4376 (2004).
24. Y. W. Heo, B. S. Kang, L. C. Tien, D. P. Norton, F. Ren, J. R. Laroche and S. J. Pearton, Appl. Phys. A 80, 497 (2005).
25. C. S. Lao, M. C. Park, Q. Kuang, Y. L. Deng, A. K. Sood, D. L. Polla and Z. L. Wang, J. Am. Chem. Soc. 129, 12096 (2007).
26. Y. Jin, J. Wang, B. Sun, J. C. Blakesley and N. C. Greenham, Nano Lett 8, 1653 (2008).
27. A. Tsukazaki, A. Ohtomo, T. Onuma, M. Ohtani, T. Makino, M. Sumiya, K. Ohtani, S. F. Chichibu, S. Fuke, Y. Segawa, H. Ohno, H. Koinuma and M. Kawasaki, Nat. Mater. 4, 1.
28. Y. Ryu, T. Lee, J. A. Lubguban, H. W. White, B. Kim and C. Youn, Appl. Phys. Lett. 88, 241108 (2006).
29. A. Ohtomo, M. Kawasaki, T. Koida, K. Masubuchi, Y. Sakurai, Y. Yoshida, T. Yasuda, Y. Segawa and H. Koinuma, Appl. Phys. Lett. 72, 2466 (1998).
30. S. Muthukumar, J. Zhong, Y. Chen, T. Siegrist and Y. Lu, Appl. Phys. Lett. 82, 742 (2003).
31. S. Choopun, R. D. Visoute, W. Yang, R. P. Sharma, T. Venkatesan and H. Shen, Appl. Phys. Lett. 80, 1529 (2002).
32. Y. R. Ryu, T. S. Lee, J. A. Lubguban, A. B. Corman, H. W. White, J. H. Leem, M. S. Han, Y. S. Park, C. J. Youn and W. J. Kim, Appl. Phys. Lett. 88, 052103 (2006).
33. C. Yang, X. M. Li, Y. F. Gu, W. D. Yu, X. D. Gao and Y. W. Zhang, Appl. Phys. Lett. 93, 1121114 (2008).
34. Y. Lu and J. Zhong, in Semiconductor Nanostructures for Optoelectronic Applications, edited by S. Todd, Artech House Inc., Norwood, MA, 2004, Ch. 6.
35. N. W. Emanetoglu, J. Zhu, Y. Chen, J. Zhong, Y. Chen and Y. Lu, Appl. Phys. Lett. 85, 3702 (2004).
36. S. A. Studenikin, N. Golego and M. Cocivera, J. Appl. Phys. 87, 2413 (2000).
37. S. A. Studenikin and M. Cocivera, J. Appl. Phys. 91, 5060 (2002).
38. S. A. Studenikin, N. Golego and M. Cocivera, J. Appl. Phys. 83, 2104 (1998).
39. P. Sharma, A. Mansingh and K. Sreenivas, Appl. Phys. Lett. 80, 553 (2002).
40. D. H. Zhang, J. Phys. D: Appl. Phys. 28, 1273 (1995).
41. H. V. Hove and A. Luyckx, Solid State Commun. 4, 603 (1966).
42. J. W. Tomm, B. Ullrich, X. G. Qiu, Y. Segawa, A. Ohtomo, M. Kawasaki and H. Koinuma, J. Appl. Phys. 87, 1844 (2000).
43. N. V. Joshi, Photoconductivity: Art, Science, and Technology, Marcel Dekker, New York, 1990.
44. H. Liith, Phys. Rev. Lett. 29, 1377 (1972).
45. Y. Shapira, R. B. McQuistan and D. Lichtman, Phys. Rev. B 15, 2163 (1977).
46. G. Heiland, Z. Physik 138, 459 (1954).
47. H. J. Krusemeyer and D. G. Thomas, J. Phys. Chem. Solids 4, 78 (1958).
48. M. Liu and H. K. Kim, Appl. Phys. Lett. 84, 173 (2004).
49. K. Moazzami, T. E. Murphy, J. D. Phillips, M. C.-K. Cheung and A. N. Cartwright, Semicond. Sci. Technol. 21, 717 (2006).
50. P. Sharma, K. Sreenivas and K. V. Rao, J. Appl. Phys. 93, 3963 (2003).
51. D. C. Oh, T. Suzuki, J. J. Kim, H. Makino, T. Hanada, M. W. Cho and T. Yao, Appl. Phys. Lett. 86, 032909 (2005).
52. D. C. Oh, T. Suzuki, H. Makino, T. Hanada, H. J. Ko and T. Yao, Phys. Status Solidi C 3, 946.
53. H. Frenzel, H. v. Wenckstern, A. Weber, H. Schmidt, G. Biehne, H. Hochmuth, M. Lorenz and M. Grundmann, Phys. Rev. 76, 035214 (2007).
54. J. F. Cordaro and Y. Shim, J. Appl. Phys. 60, 4186 (1986).
55. A. Rohatgi, S. K. Pang, T. K. Gupta and W. D. Straub, J. Appl. Phys. 63, 5375 (1988).
56. F. D. Auret, S. A. Goodman, M. Hayes, M. J. Legodi, H. A. van Laarhoven and D. C. Look, Appl. Phys. Lett. 79, 3074 (2001).
57. Y. W. Heo, K. Ip, S. J. Pearton and D. P. Norton, Phys. Status Solidi A 201, 1500 (2004).
58. H. L. Porter, A. L. Cai, J. F. Muth and J. Narayan, Appl. Phys. Lett. 86, 211918 (2005).
59. N. Kouklin, Adv. Mater. 20, 2190 (2008).
60. F. Masuoka, K. Ooba, H. Sasaki, H. Endo, S. Chiba, K. Maeda, H. Yoneyama, I. Niikura and Y. Kashiwaba, Phys. Status Solidi C 3, 1238 (2006).
61. B. Claflin, D. C. Look, S. J. Park and G. Cantwell, J. Cryst. Growth 287, 16 (2006).
62. A. Y. Polyakov, N. B. Smirnov, A. V. Govorkov, A. I. Belogorokhov, E. A. Kozhukhova, A. V. Markov, A. Osinsky, J. W. Dong and S. J. Pearton, Appl. Phys. Lett. 90, 132103 (2007).
63. S. Ahn, H. J. Ji, K. Kim, G. T. Kim, C. H. Bae, S. M. Park, Y. Kim and J. S. Ha, Appl. Phys. Lett. 90, 153106 (2007).
64. A. Bera and D. Basak, Appl. Phys. Lett. 93, 053102 (2008).
65. P. M. Mooney, J. Appl. Phys. 67, R1 (1990).
66. S. B. Zhang, S. H. Wei and A. Zunger, Phys. Rev. B 63, 075205 (2001).
67. S. Lany and A. Zunger, Phys. Rev. B 72, 035215 (2005).
68. J. Reemts and A. Kittel, J. Appl. Phys. 101, 013709 (2007).
69. S. Sen, D. Chowdhary and N. A. Kouklin, Appl. Phys. Lett. 91, 093125 (2007).
70. Z. Fan, D. Dutta, C. Chien, H. Chen, E. C. Brown, P. Chang and J. G. Lu, Appl. Phys. Lett. 89, 213110 (2006).
71. H. Y. Kim, J. H. Kim, M. O. Park and S. Im, Thin Solid Films 398-399 93 (2001).
72. C. R. Gorla, N. W. Emanetoglu, S. Liang, W. E. Mayo, Y. Lu, M. Wraback and H. Shen, J. Appl. Phys. 85, 2595 (1999).
73. J. G. Fripiat, A. A. Lucas, J. M. Andre and E. G. Derouane, Chem. Phys. 21, 101 (1977).
74. P. W. Tasker, J. Phys. C 12, 4977 (1979).
75. H. Sheng, S. Muthukumar, N. W. Emanetoglu and Y. Lu, Appl. Phys. Lett. 80, 2132 (2002).
76. S. J. Young, L. W. Ji, R. W. Chuang, S. J. Chang and X. L. Du, Semicond. Sci. Technol. 21, 1507 (2006).
77. S. J. Young, L. W. Ji, S. J. Chang and Y. K. Su, J. Cryst. Growth 293, 43 (2006).
78. S. J. Young, L. W. Ji, T. H. Fang, S. J. Chang, Y. K. Su and X. L. Du, Acta Mater. 55, 329.
79. S. J. Young, L. W. Ji, S. J. Chang, S. H. Liang, K. T. Lam, T. H. Fang, K. J. Chen, X. L. Du and Q. K. Xue, Sens. Actuators, A 141, 225 (2008).
80. D. Ciplys, R. Rimeika, M.S. Shur, S. Rumyantsev, R. Gaska, A. Sereika, J. Yang and M.A. Khan, Appl. Phys. Lett. 80, 2020 (2002).
81. T. Palacios, F. Calle, J. Grajal, E. Monroy, M. Eickhoff, O. Ambacher and F. Omnes, Proc. 2002 IEEE Ultrasonics Symp. 1, 55 (2002).
82. P. Sharma and K. Sreenivas, Appl. Phys. Lett. 83, 3617 (2003).
83. J. Zhu, PhD thesis, Rutgers University, 2007.
84. S. Kumar, P. Sharma and K. Sreenivas, Semicond. Sci. Technol. 20, L27 (2005).
85. T. Huang and C. Ma, Jpn. J. Appl. Phys. 47, 6507 (2008).
86. C. Ma, T. Huang and J. Yu, J. Appl. Phys. 104, 033528 (2008).
87. H. S. Bae, M. H. Yoon, J. H. Kim and S. Im, Appl. Phys. Lett. 83, 5313 (2003).
88. H. S. Bae, M. H. Yoon, J. H. Kim and S. Im, J. Appl. Phys. 97, 076104 (2005).
89. K. Lee, K. Kim, J. Choi, M. S. Oh, D. K. Hwang, S. Jang, E. Kim and S. Im, J. Phys. D: Appl. Phys. 41, 135102 (2008).
90. W. Yang, S. S. Hullavarad, B. Nagaraj, I. Takeuchi, R. P. Sharma, T. Venkatesan, R. D. Vispute and H. Shen, Appl. Phys. Lett. 82, 3424 (2003).
91. W. Yang, R. D. Vispute, S. Choopun, R. P. Sharma, T. Venkatesan and H. Shen, Appl. Phys. Lett. 78, 2787 (2001).
92. K. W. Liu, D. Z. Shen, C. X. Shan, J. Y. Zhang, B. Yao, D. X. Zhao, Y. M. Lu and X. W. Fan, Appl. Phys. Lett. 91, 201106 (2007).
93. Y. B. Li, Y. Bando, T. Sato and K. Kurashima, Appl. Phys. Lett. 81, 144 (2002).
94. Z. W. Pan, Z. R. Dai and Z. W. Wang, Science 291, 1947 (2001).
95. J. Park, H. Choi, K. Siebein and R. K. Singh, J. Cryst. Growth 258, 342 (2003).
96. W. Heo, V. Varadarajan, M. Kaufman, K. Kim, D. P. Norton, F. Ren and P. H. Fleming, Appl. Phys. Lett. 81, 3046 (2002).
97. W. I. Park, D. H. Kim, S. W. Jung and G. Yi, Appl. Phys. Lett. 80, 4232 (2002).
98. S. Muthukumar, H. Sheng, J. Zhong, Z. Zhang, N. W. Emanaetoglu and Y. Lu, IEEE Trans. Nanotechnol. 2, 50 (2003).
99. J. Zhong, S. Muthukumar, Y. Chen, Y. Lu, H. M. Ng, W. Jiang and E. L. Garfunkel, Appl. Phys. Lett. 83, 2003.
100. J. Wu and S. Liu, J. Phys. Chem. B 106, 9546 (2002).
101. C. Soci, A. Zhang, B. Xiang, S. A. Dayeh, D. P. R. Aplin, J. Park, X. Y. Bao, Y. H. Lo and D. Wang, Nano Lett 7, 1003 (2007).
102. Y. B. Li, Y. Bando, T. Sato and K. Kurashima, Appl. Phys. Lett. 81, 144 (2002).
103. M. H. Huang, Y. Wu, H. Feick, N. Tran, E. Weber and P. Yang, Adv. Mater. 13, 113 (2001).
104. Y. W. Heo, V. Varadarajan, M. Kaufman, K. Kim, D. P. Norton, F. Ren and P. H. Fleming, Appl. Phys. Lett. 81, 3046 (2002).
105. Y. Li, G. W. Meng, L. D. Zhang and F. Phillipp, Appl. Phys. Lett. 76, 2011 (2000).
106. L. Vayssieres, Adv. Mater. 15, 464 (2003).
107. V. A. L. Roy, A. B. Djurisic, W. K. Chan, J. Gao, H. F. Lui and C. Surya, Appl. Phys. Lett. 83, 141 (2003).
108. J. D. Prades, R. Jimenez-Diaz, F. Hernandez-Ramirez, L. Fernandez-Romero, T. Andreu, A. Cirera, A. Romano-Rodriguez, A. Cornet, J. R. Morante, S. Barth and S. Mathur, J. Phys. Chem. C 112, 14639 (2008).
109. P. Chang, C. J. Chien, D. Stichtenoth, C. Ronning and J. G. Lu, Appl. Phys. Lett. 90, 113101 (2007).
110. Z. Y. Fan, D. W. Wang, P. C. Chang, W. Y. Tseng, W. A. Chiou and J. G. Lu, Appl. Phys. Lett. 85, 5923 (2004).
111. P. Chang, Z. Fan, C. Chien, D. Stichtenoth, C. Ronning and J. C. Lu, Appl. Phys. Lett. 89, 133113 (2006).
112. W. I. Park, J. S. Kim, G. Yi, M. H. Bae and H. Lee, Appl. Phys. Lett. 85, 5052 (2004).
113. W. Hong, B. Kimm, T. Kim, G. Jo, S. Song, S. Kwon, A. Yoon, E. A. Stach and T. Lee, Colloids Surf., A 313-314, 378 (2008)
114. J. H. He, Y. H. Lin, M. E. McConney, V. V. Tsukruk, Z. L. Wang and G. Bao, J. Appl. Phys. 102, 084303 (2007).
115. C. Lao, Y. Li, C. P. Wong and Z. L. Wang, Nano Lett 7, 1323 (2007).
116. C. Lu, S. Chang, S. Chang, Y. Chiou, C. Kuo, H. Chang, C. Hsu and I. Chen, IEEE Sens. J. 7, 1020 (2007).