This work discusses the effect of conduction-band edge shift induced by alloying ZnO with magnesium. Temperature-dependent Hall and temperature-dependent photoluminescence measurements are used to characterize the epitaxial Zn1xMgxO thin films grown on (111) Si using intervening epitaxial Lu2O3 buffer layers, which prove that the addition of Mg in ZnO shifts the conduction-band edge to higher energy, thus increasing the activation energy of the defect donor states and reducing the n-type background carrier concentration.

1.
M. H.
Huang
,
S.
Mao
,
H.
Feick
,
H. Q.
Yan
,
Y. Y.
Wu
,
H.
Kind
,
E.
Weber
,
R.
Russo
, and
P. D.
Yang
,
Science
292
,
1897
(
2001
).
2.
D. C.
Look
,
Mater. Sci. Eng., B
80
,
383
(
2001
).
3.
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
,
Nature Mater.
4
,
42
(
2005
).
4.
Y.
Ryu
,
T. -S.
Lee
,
J. A.
Lubguban
,
H. W.
White
,
B. -J.
Kim
,
Y. -S.
Park
, and
C. -J.
Youn
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
241108
(
2006
).
5.
Y. R.
Ryu
,
J. A.
Lubguban
,
T. S.
Lee
,
H. W.
White
,
T. S.
Jeong
,
C. J.
Youn
, and
B. J.
Kim
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
131115
(
2007
).
6.
Z. P.
Wei
,
B.
Yao
,
Z. Z.
Zhang
,
Y. M.
Lu
,
D. Z.
Shen
,
B. H.
Li
,
X. H.
Wang
,
J. Y.
Zhang
,
D. X.
Zhao
,
X. W.
Fan
, and
Z. K.
Tang
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
102104
(
2006
).
7.
Y. W.
Heo
,
Y. W.
Kwon
,
Y.
Li
,
S. J.
Pearton
, and
D. P.
Norton
,
Appl. Phys. Lett.
84
,
3474
(
2004
).
8.
X. H.
Pan
,
Z. Z.
Ye
,
Y. J.
Zeng
,
X. Q.
Gu
,
J. S.
Li
,
L. P.
Zhu
,
B. H.
Zhao
,
Y.
Che
, and
X. Q.
Pan
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
40
,
4241
(
2007
).
9.
M. X.
Qiu
,
Z. Z.
Ye
,
H. P.
He
,
Y. Z.
Zhang
,
X. Q.
Gu
,
L. P.
Zhu
, and
B. H.
Zhao
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
182116
(
2007
).
10.
A.
Ohtomo
,
M.
Kawasaki
,
I.
Ohkubo
,
H.
Koinuma
,
T.
Yasuda
, and
Y.
Segawa
,
Appl. Phys. Lett.
75
,
980
(
1999
).
11.
J. J.
Zhu
,
A. Y.
Kuznetsov
,
M. -S.
Han
,
Y. -S.
Park
,
H. -K.
Ahn
,
J. -W.
Ju
, and
I. -H.
Lee
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
211909
(
2007
).
12.
Th.
Gruber
,
C.
Kirchner
,
R.
Kling
,
F.
Reuss
, and
A.
Waag
,
Appl. Phys. Lett.
84
,
5359
(
2004
).
13.
Y. F.
Li
,
B.
Yao
,
Y. M.
Lu
,
B. H.
Li
,
Y. Q.
Gai
,
C. X.
Cong
,
Z. Z.
Zhang
,
D. X.
Zhao
,
J. Y.
Zhang
,
D. Z.
Shen
, and
X. W.
Fan
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
192116
(
2008
).
14.
X. H.
Pan
,
W.
Guo
,
Z. Z.
Ye
,
B.
Liu
,
Y.
Che
,
C. T.
Nelson
,
Y.
Zhang
,
X. Q.
Pan
,
W.
Tian
, and
D. G.
Schlom
, “
Epitaxial Zn1xMgxO films grown on (111) Si by pulsed laser deposition
” (unpublished).
15.
W.
Tian
,
L. F.
Edge
,
D. G.
Schlom
,
D. O.
Klenov
,
S.
Stemmer
,
V. V.
Afanas’ev
, and
A.
Stesmans
(unpublished).
16.
L. J.
Wang
and
N. C.
Giles
,
J. Appl. Phys.
94
,
973
(
2003
).
17.
W.
Guo
,
A.
Allenic
,
Y. B.
Chen
,
X. Q.
Pan
,
W.
Tian
,
C.
Adamo
, and
D. G.
Schlom
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
072101
(
2008
).
18.
B. K.
Meyer
,
H.
Alves
,
D. M.
Hofmann
,
W.
Kriegseis
,
D.
Forster
,
F.
Bertram
,
J.
Christen
,
A.
Hoffmann
,
M.
Strassburg
,
M.
Dworzak
,
U.
Haboeck
, and
A. V.
Rodina
,
Phys. Status Solidi B
241
,
231
(
2004
).
19.
A.
Teke
,
U.
Ozgur
,
S.
Dogan
,
X.
Gu
,
H.
Morkoc
,
B.
Nemeth
,
J.
Nause
, and
H. O.
Everitt
,
Phys. Rev. B
70
,
195207
(
2004
).
20.
J. R.
Haynes
,
Phys. Rev. Lett.
4
,
361
(
1960
).
You do not currently have access to this content.