Для решения проблемы p-типа легирования чистого полупроводника ZnO предложен новый подход, основанный на комплексной замене отрицательных (S^2-) и положительных (Mg²⁺) ионов и синергетической регулировке электронной энергетической структуры сплава ZnO с допированием акцепторами N. Успешно изготовлены p-типа прозрачные проводящие пленки MgZnOS с N-допированием методом импульсного лазерного осаждения. Кристаллическая структура, оптические свойства и химический состав пленок были проанализированы методами рентгеновской дифракции, спектроскопии пропускания, эффекта Холла, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и масс-спектрометрии вторичных ионов. Экспериментальные результаты показывают, что полученные пленки MgZnOS∶N имеют гексагональную структуру типа вюрцит с предпочтительной ориентировкой по оси c. Пропускание пленок в диапазоне УФ-видимого при близком ИК-свете превышает 80%, при этом легирование Mg заметно расширяет оптическую запрещенную зону сплава ZnO. Содержание Mg и S в p-типа пленках составляет соответственно 9% и 25%, концентрация дырок равна 2.02×10¹⁹ см^-3, подвижность Холла 0.25 см²/(В∙с), удельное сопротивление 1.24 Ом∙см. На основе успешного получения p-типа пленок MgZnOS∶N разработан и изготовлен новый p-n переход типа p-MgZnOS∶N/n-ZnO для самоуправляемого ультрафиолетового фотодетектора. Устройство демонстрирует типичные характеристики диодного выпрямления (пороговое напряжение около 1.21 В) и стабильный самоуправляемый фототок в УФ-диапазоне при нулевом смещении, с пиковым откликом 2.26 мА/Вт (длина волны 350 нм). Анализ показывает, что вышеупомянутый самоуправляемый фототок обусловлен эффективным разделением и транспортом фотogenerated носителей заряда внутренним электрическим полем p-n перехода. Данное исследование предоставляет ценный参考 для исследований p-типа легирования ZnO и имеет важное значение для разработки высокопроизводительных полностью ZnO-основанных оптоэлектронных устройств.

Импульсное лазерное осаждение; p-тип легирования; MgZnOS; p-n переход