氧化鋅（ZnO）半導(dǎo)體材料在室溫下具有較寬的禁帶寬度（3.37 e V）和較高的激子束縛能（60 me V）,是當(dāng)前實現(xiàn)短波長光電應(yīng)用尤其是紫外發(fā)光器件（紫外發(fā)光二極管,紫外激光器等）的優(yōu)質(zhì)材料之一。目前可重復(fù)、高質(zhì)量的p型ZnO材料難以實現(xiàn),阻礙了ZnO基同質(zhì)PN結(jié)構(gòu)的器件應(yīng)用。由于GaN和ZnO有相同的晶體結(jié)構(gòu)（纖鋅礦結(jié)構(gòu)）、相近的禁帶寬度和較小的晶格失配度（1.8%）,n-ZnO/p-GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)在實現(xiàn)ZnO基發(fā)光器件中具有獨特優(yōu)勢。由于ZnO納米棒具有表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等特性,n-ZnO納米棒/p-GaN相對于n-ZnO薄膜/p-GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu),具有更為出色的光電性能,基于該結(jié)構(gòu)的研究受到了廣泛關(guān)注。ZnO納米棒的晶體質(zhì)量和光電性能是影響n-ZnO納米棒/p-GaN基器件光電性能的主要因素之一,而其質(zhì)量和性能是由ZnO/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)的界面條件和生長工藝決定的。但是目前對于在GaN上生長的ZnO納米棒的研究,主要集中于改變GaN外延參數(shù)或者ZnO生長條件以研究它們對于ZnO/GaN異質(zhì)結(jié)光電性能的影響,尚無關(guān)于GaN中位錯在其表面（即ZnO/GaN的界面... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 ZnO材料的基本性質(zhì)
        1.2.1 ZnO的晶體結(jié)構(gòu)
        1.2.2 ZnO的能帶結(jié)構(gòu)
        1.2.3 ZnO的發(fā)光特性
        1.2.4 ZnO的摻雜
    1.3 GaN材料的基本性質(zhì)
        1.3.1 GaN的晶體結(jié)構(gòu)
        1.3.2 GaN的能帶結(jié)構(gòu)
        1.3.3 GaN的物理化學(xué)性質(zhì)
        1.3.4 GaN的摻雜
    1.4 ZnO和GaN半導(dǎo)體材料在器件中的應(yīng)用
        1.4.1 ZnO材料在發(fā)光器件中的應(yīng)用
        1.4.2 GaN材料在發(fā)光器件中的應(yīng)用
    1.5 n-ZnO納米棒/p-GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)簡介
        1.5.1 PN結(jié)原理
        1.5.2 ZnO納米棒的性質(zhì)和應(yīng)用
        1.5.3 n-ZnO納米棒/p-GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展
    1.6 選題思路以及主要工作
第二章 樣品的制備原理和表征方法
    2.1 樣品的制備原理
        2.1.1 p-GaN的制備原理
        2.1.2 GaN的濕法腐蝕
        2.1.3 ZnO納米棒的制備原理
    2.2 表征方法
        2.2.1 高分辨X射線衍射（HRXRD）
        2.2.2 光致發(fā)光譜（PL）
        2.2.3 原子力顯微鏡（AFM）
        2.2.4 場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）
第三章n-ZnO納米棒/p-GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)的界面調(diào)控
    3.1 引言
    3.2 樣品制備
        3.2.1 p-GaN材料的制備
        3.2.2 GaN的濕法腐蝕
        3.2.3 ZnO納米棒陣列的生長
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 GaN的形貌表征
        3.3.2 GaN的結(jié)構(gòu)表征
        3.3.3 ZnO納米棒的形貌表征
        3.3.4 ZnO納米棒的結(jié)構(gòu)表征
        3.3.5 ZnO納米棒的光學(xué)性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 界面調(diào)控后n-ZnO納米棒/p-GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)的生長演化機(jī)制及生長工藝優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 界面調(diào)控后n-ZnO納米棒/p-GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)的生長演化
        4.2.1 樣品的制備
        4.2.2 不同生長時間下的n-ZnO納米棒/p-GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)的表面形貌
        4.2.3 不同生長時間下的n-ZnO納米棒/p-GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)的晶體質(zhì)量
        4.2.4 不同生長時間下的n-ZnO納米棒/p-GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光學(xué)性能
    4.3 界面調(diào)控后n-ZnO納米棒/p-GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)的生長工藝優(yōu)化
        4.3.1 生長溫度對n-ZnO納米棒/p-GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響
        4.3.2 生長濃度對n-ZnO納米棒/p-GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氧化鋅基材料、異質(zhì)結(jié)構(gòu)及光電器件[J]. 申德振,梅增霞,梁會力,杜小龍,葉建東,顧書林,吳玉喜,徐春祥,朱剛毅,戴俊,陳明明,季旭,湯子康,單崇新,張寶林,杜國同,張振中.  發(fā)光學(xué)報. 2014(01)
[2]InGaN/GaN多量子阱的組分確定和晶格常數(shù)計算[J]. 丁志博,王琦,王坤,王歡,陳田祥,張國義,姚淑德.  物理學(xué)報. 2007(05)
[3]氮化鎵干法刻蝕研究進(jìn)展[J]. 王沖,郝躍,馮倩,郭亮良.  半導(dǎo)體技術(shù). 2006(06)
[4]半導(dǎo)體微結(jié)構(gòu)物理效應(yīng)及其應(yīng)用講座 第三講 半導(dǎo)體的激子效應(yīng)及其在光電子器件中的應(yīng)用[J]. 江德生.  物理. 2005(07)
[5]氧化鋅薄膜光電功能材料研究的關(guān)鍵問題[J]. 傅竹西,林碧霞.  發(fā)光學(xué)報. 2004(02)
[6]溶膠-凝膠法制備ZnO薄膜及表征[J]. 季振國,宋永梁,楊成興,劉坤,王超,葉志鎮(zhèn).  半導(dǎo)體學(xué)報. 2004(01)
[7]納米材料制備研究的若干新進(jìn)展[J]. 倪永紅,葛學(xué)武,徐相凌,陳家富,張志成.  無機(jī)材料學(xué)報. 2000(01)
[8]GaN——第三代半導(dǎo)體的曙光[J]. 梁春廣,張冀.  半導(dǎo)體學(xué)報. 1999(02)
[9]氮化鎵的性質(zhì)及其金屬有機(jī)化學(xué)蒸汽沉淀法[J]. 趙育明,周科衍.  現(xiàn)代化工. 1996(03)



本文編號：2910865