In dieser Studie wird eine neue Methode zur n-Aktivierung von reinem ZnO-Halbleiterp-Typ-Dotierung vorgeschlagen, die auf der Grundlage der komplexen Substitution von anionischen (S^2-) und kationischen (Mg²⁺) Ionen und der koordinierten Regulation der elektronischen Bandstruktur von ZnO-Legierungen basiert. Transparente leitfähige MgZnOS-Filme wurden erfolgreich durch gepulst-laserstrahl abgeschieden. Die Kristallstruktur, optoelektronischen Eigenschaften und chemische Zusammensetzung der Filme wurden durch Röntgenbeugung, Transmissionsspektroskopie, Hall-Effekt, Röntgenphotoelektronenspektroskopie und Sekundärionenmassenspektrometrie analysiert. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die hergestellten MgZnOS:N-Filme eine hexagonale Wurtzitstruktur aufweisen und eine c-Achse bevorzugte Orientierung aufweisen. Die Transmissionsrate der Filme im Ultraviolett-Sichtbaren-Nahinfrarot-Bereich liegt bei über 80%, und das Mg-Doping kann die optische Bandlücke der ZnO-Legierungsfilme signifikant erweitern. Der Mg- und S-Gehalt in den hergestellten p-leitfähigen Filmen beträgt jeweils 9% und 25%, die Löcherkonzentration beträgt 2.02×10¹⁹ cm^-3, die Hall-Mobilität beträgt 0.25 cm²/V∙s, und der spezifische Widerstand beträgt 1.24 Ω∙cm. Basierend auf dem Erfolg bei der Herstellung von p-typischen MgZnOS:N-Filmen wurde ein neuartiger p-MgZnOS:N/n-ZnO-Heterojunktionstyp-UV-Photodetektor entworfen und hergestellt. Das Gerät zeigt typische Diodengleichrichtungseigenschaften (Einschaltspannung ca. 1.21 V) und zeigt eine stabile selbstangetriebene UV-Lichtantwort bei 0 V Vorspannung mit einer Spitzenantwort von 2.26 mA/W (Wellenlänge 350 nm). Durch Analyse wird angenommen, dass die selbstgetriebene Lichtantwort auf dem effektiven Trennen und Übertragen von Photoladungsträgern im inneren p-n-Übergangsfeld beruht. Diese Studie bietet wertvolle Referenzen für die p-Typ-Dotierung von ZnO und ist von großer Bedeutung für die Entwicklung von leistungsstarken reinen ZnO-basierten optoelektronischen Geräten.

Pulsed laser deposition; p-Typ-Dotierung; MgZnOS; p-n-Übergang