Pour résoudre le problème du dopage de type p dans le semi-conducteur ZnO pur, une nouvelle approche a été proposée basée sur le remplacement complexe des ions négatifs (S^2-) et positifs (Mg²⁺), combinée à un contrôle synergique de la structure de bande électronique de l’alliage ZnO dopé avec des accepteurs N. Des films minces transparents et conducteurs de type p dopés au N de MgZnOS ont été préparés avec succès par dépôt par laser pulsé. La structure cristalline, les propriétés optoélectroniques et la composition chimique des films ont été analysées par diffraction des rayons X, spectroscopie de transmission, effet Hall, spectroscopie photoélectronique X et spectrométrie de masse des ions secondaires. Les résultats expérimentaux montrent que les films MgZnOS∶N ont une structure wurtzite hexagonale avec une croissance préférentielle orientée selon l’axe c. La transmission du film dans la gamme ultraviolet-visible-infrarouge proche dépasse 80%, et le dopage au Mg élargit notablement la bande interdite optique des films alliés ZnO. La teneur en Mg et S dans le film conducteur de type p est respectivement de 9% et 25%, la concentration de trous est de 2,02×10¹⁹ cm^-3, la mobilité Hall est de 0,25 cm²/(V∙s), et la résistivité de 1,24 Ω∙cm. Fort du succès de la préparation des films MgZnOS∶N de type p, un nouveau photodétecteur ultraviolet à jonction p-n quasi homogène de type p-MgZnOS∶N/n-ZnO à auto-alimentation a été conçu et préparé. Le dispositif présente des caractéristiques de redressement typiques de diode (tension de seuil d’environ 1,21 V) et une réponse stable en auto-alimentation à 0 V de polarisation, avec une détectivité maximale de 2,26 mA/W (longueur d’onde de 350 nm). L’analyse suggère que cette réponse photo-alimentée provient de la séparation efficace et du transport des porteurs photo-générés grâce au champ électrique interne de la jonction p-n. Cette étude fournit une référence précieuse pour la recherche sur le dopage de type p du ZnO et est importante pour le développement de dispositifs optoélectroniques entièrement basés sur ZnO à haute performance.

Dépôt par laser pulsé; dopage de type p; MgZnOS; jonction p-n