發(fā)布時(shí)間：2018-03-30 10:05

  本文選題：納米　切入點(diǎn)：選擇　出處：《南京大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：ZnO具有優(yōu)異的光電性能和高達(dá)60meV的激子束縛能,被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)激子基光電器件的優(yōu)選材料。但是ZnO的p型摻雜這一重大的技術(shù)難題嚴(yán)重限制了ZnO基光電器件的研究與發(fā)展,摻雜元素在ZnO中存在有限固溶度和自補(bǔ)償效應(yīng)是其中最主要的技術(shù)障礙。另一方面,納米ZnO由于具有極其豐富的形態(tài)結(jié)構(gòu)、巨大的表面積-體積比和優(yōu)異的性能,一直是半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)研究的前沿和熱點(diǎn)。本論文針對ZnO的p型摻雜的技術(shù)困難,借助于ZnO納米結(jié)構(gòu)的巨大表體比對摻雜形成能的可能降低,開展了ZnO微納米柱的選擇生長與摻雜研究。采用綜合光學(xué)表征技術(shù)研究了ZnO的表體比對摻雜原子的固溶度和摻雜效率的作用和影響,初步顯示出摻雜受主與施主的不同分布,這為拓展ZnO的p型摻雜提供了新的思路。論文的工作以及取得的成果主要如下：(1) 以N2O作為反應(yīng)氣、采用化學(xué)氣相輸運(yùn)的方法在ZnO模板上制備出生長方向與高度較為一致的ZnO微納米柱陣列。SEM表面形貌與XRD結(jié)構(gòu)測量顯示ZnO微納米柱生長方向?yàn)閏軸(0001)；EDX能譜測量顯示ZnO微納米柱中N的有效摻入,表明微納米柱的巨大表體比確實(shí)有效增強(qiáng)了N的摻雜效率；Raman散射光譜觀察到與N相關(guān)的拉曼振動(dòng)膜,進(jìn)一步證實(shí)了ZnO微納米柱中N元素的有效摻入,并在其低溫PL譜中觀察到與ZnO中的受主相關(guān)的帶邊發(fā)射和綠帶發(fā)射。(2)開展了ZnO微納米柱的選擇生長研究,研究表明ZnO微納米柱的CVT生長對SiO2層與ZnO模板存在極強(qiáng)的選擇性,即ZnO微納米柱在SiO2層上幾乎不生長,在ZnO緩沖層上生長良好。進(jìn)一步使用SiO2作為反應(yīng)阻擋層,采用納米壓印技術(shù)制備出具有周期結(jié)構(gòu)(200nm×200nm)的ZnO圖形窗口。研究了選擇生長對ZnO微納米柱的尺寸與分布的控制作用與機(jī)理。(3)采用選擇生長技術(shù)制備出尺寸、密度不同的三種典型的ZnO微納米柱,研究發(fā)現(xiàn)ZnO微納米柱的尺寸與分布的變化將導(dǎo)致其表面與體內(nèi)對其光致發(fā)光譜產(chǎn)生不同的貢獻(xiàn),從而有可能為揭示ZnO微納米柱中摻雜或雜質(zhì)缺陷的分布提供佐證。低溫PL譜的研究顯示與受主束縛激子A0X和表面態(tài)束縛激子SX相關(guān)的雜質(zhì)缺陷主要分布在ZnO微納米柱的側(cè)面,表明N摻雜形成的相關(guān)受主(如N受主復(fù)合體或鋅空位團(tuán)簇)更多的分布在微納米柱的表面,證實(shí)了ZnO微納米柱中較大的表體比對受主雜質(zhì)形成的增強(qiáng)作用。與之相反,低溫PL譜顯示其帶內(nèi)綠帶發(fā)光均勻分布在微納米柱中,由于綠帶被指認(rèn)為間隙Zn與單個(gè)Zn空位的復(fù)合體的發(fā)光,因此可以認(rèn)為微納米柱中間隙鋅施主以及單個(gè)的鋅空位的均勻分布特征。Raman譜觀察到的與N相關(guān)的振動(dòng)膜的強(qiáng)度與ZnO微納米柱的體量正相關(guān),進(jìn)一步證實(shí)了與該振動(dòng)膜相關(guān)的間隙Zn施主雜質(zhì)確實(shí)均勻分布在微納米柱中。
[Abstract]:On the other hand , ZnO micro - nano - pillars have been studied and developed by means of a comprehensive optical characterization technique .
EDX spectrum measurement shows that the effective incorporation of N in ZnO micro - nano - pillars shows that the large scale ratio of micro - nano - pillars can effectively enhance the N doping efficiency .
The growth of ZnO micro - nano - pillars was studied by using nano - imprinting technique .

【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN304.21;TB383.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1685447