Complex investigations of point defects in ZnO are proposed in the present project. Positron annihilation spectroscopy (PAS) including also variable energy PAS using slow positron beam will be used as a principal technique for defect studies. State–of–art ab-initio theoretical calculations will be employed for interpretation of PAS data. Defects in ZnO single crystals will be compared with those in epitaxial and nanocrystalline ZnO thin films. Defects studies will be combined with electrical (temperature-dependent Hall effect, deep level transient spectroscopy) and optical (photoluminescence, optical transmission) measurements in order to find a link between predominant defect configurations and specific electrical and optical properties of ZnO samples. Moreover, in the present project we intend to investigate interaction of hydrogen and nitrogen with point defects in ZnO and influence hydrogen and nitrogen on electrical and optical properties. A new UHV chamber for on-line sputtering of ZnO films will be constructed and connected to slow positron beam. This novel setup enables to perform variable energy PAS investigations of thin ZnO films in-situ during film deposition. It gives us an exclusive possibility to investigate formation of defects and incorporation of impurities into ZnO lattice during film growth. (en)
V navrhovaném projektu bude proveden komplexní výzkum bodových defektů v ZnO. Jako hlavní metoda pro studium defektů bude použita pozitronová anihilační spektroskopie (PAS) včetně využití svazku pomalých pozitronů s laditelnou energií. PAS výsledky budou interpretovány pomocí nejmodernějších ab-initio teoretických výpočtů. V projektu bude provedeno srovnání defektů v ZnO monokrystalech a epitaxních a nanokrystalických tenkých vrstvách ZnO. Studium defektů bude doprovázeno výzkumem elektrických (teplotně závislý Hallův jev, transientní spektroskopie hlubokých hladin) a optických (fotoluminiscence, optická propustnost) vlastností s cílem najít spojitost mezi typem a konfigurací defektů a elektrickými a optickými vlastnostmi ZnO vzorků. V navrhovaném projektu bude dále studována interakce vodíku a dusíku s bodovými defekty a vliv vodíku a dusíku na elektrické a optické vlastnosti ZnO. V rámci řešení projektu bude vyrobena nová UHV komora pro depozici tenkých vrstev ZnO spojená přímo se svazkem pomalých pozitronů s laditelnou energií. Tato konfigurace umožní PAS měření tenkých vrstev in-situ přímo během depozice. Tím získáme vynímečnou příležitost studovat vznik defektů a zabudování vodíku a dusíku do ZnO struktury během růstu tenké vrstvy.