В связи с проблемой p-типа допирования чистого полупроводника ZnO предложен новый подход, основанный на комплексной замене отрицательных ионов (S^2-) и положительных ионов (Mg²⁺) с координационным регулированием электронной структуры зон сплава ZnO для донорного допирования N, и успешно изготовлена N-допированная p-типа прозрачная проводящая пленка MgZnOS методом импульсного лазерного осаждения. Была проведена характеристика кристаллической структуры, оптоэлектрических свойств и химического состава пленок с помощью рентгеновской дифракции, трансимиссионной спектроскопии, эффекта Холла, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и масс-спектрометрии вторичных ионов. Экспериментальные результаты показали, что полученные MgZnOS∶N пленки имеют шестиугольную структуру винита Zn, с предпочтительной ориентацией по оси c. Пропускание пленок в УФ-видимом- ближнем ИК диапазоне превышает 80%, и допирование Mg значительно расширяет оптическую ширину запрещенной зоны сплава ZnO. Содержание Mg и S в приготовленных p-типа проводящих пленках составляет 9% и 25% соответственно, концентрация дырок равна 2.02×10¹⁹ см^-3, подвижность Холла 0.25 см²/(В∙с), удельное сопротивление 1.24 Ω∙см. На основе успешно приготовленных p-типа пленок MgZnOS∶N был спроектирован и изготовлен новый p-MgZnOS∶N/n-ZnO гомоэпитаксиальный p-n переход для самоуправляемого УФ фотодетектора. Устройство демонстрирует типичные диодные выпрямительные характеристики (пороговое напряжение около 1.21 В) и стабильный самоуправляемый УФ-ответ при нулевом смещении с максимальной чувствительностью 2.26 мА/Вт (длина волны 350 нм). Анализ показал, что вышеуказанный самоуправляемый фотоответ обусловлен эффективным разделением и транспортом фотогенерированных носителей полей встроенного p-n перехода. Данное исследование предоставляет ценную информацию по p-типа допированию ZnO и имеет важное значение для разработки высокоэффективных устройств на основе ZnO.

импульсное лазерное осаждение;p-типа допирование;MgZnOS;p-n переход