氧化鋅（ZnO）優(yōu)異的光電性能使其在短波長(zhǎng)光電器件領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。然而目前所制備的ZnO基發(fā)光器件仍然面臨著效率低、不穩(wěn)定等問(wèn)題,難以滿足應(yīng)用需求。提高ZnO材料和器件的發(fā)光性能一直是本研究領(lǐng)域努力的方向。本文以此為主旨,開展以下3部分工作。1.采用射頻等離子體輔助分子束外延（Plasma assisted Molecular Beam Epitaxy,P-MBE）技術(shù)制備ZnO、p-ZnO:Na薄膜及非極性ZnO/ZnMgO多量子阱（Multiple Quantum Wells,MQWs）,在其表面濺射Pt納米顆粒后,光致發(fā)光（Photoluminescence,PL）譜中帶邊發(fā)光分別增強(qiáng)60、10和20倍,MQWs的內(nèi)量子效率從1.8%提高至12%。低溫PL等研究證實(shí)發(fā)光性能提升機(jī)制為帶邊發(fā)光與表面等離激元（Surface Plasmons SPs）耦合增強(qiáng)和電子轉(zhuǎn)移過(guò)程引起的缺陷能級(jí)復(fù)合向帶邊發(fā)光轉(zhuǎn)變。2.ZnO的p型摻雜技術(shù)尚不能達(dá)到應(yīng)用需求,p型層低效注入仍是導(dǎo)致器件發(fā)光弱、發(fā)光效率低的主要原因之一。本文從ZnMgBeO四元合金的能帶結(jié)構(gòu)以及薄膜結(jié)構(gòu)性能角度出發(fā),分析... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：150 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
第二章 文獻(xiàn)綜述
    2.1 ZnO的基本性質(zhì)
        2.1.1 ZnO的晶體結(jié)構(gòu)
        2.1.2 ZnO的能帶結(jié)構(gòu)
        2.1.3 ZnO的光學(xué)性能
        2.1.4 ZnO的電學(xué)性能
    2.2 ZnO的p型導(dǎo)電
        2.2.1 非摻雜p型ZnO
        2.2.2 受主元素?fù)诫s
        2.2.3 共摻雜
    2.3 ZnO的能帶工程及其p型摻雜
        2.3.1 ZnO的能帶工程
        2.3.2 勢(shì)壘材料的p型摻雜
    2.4 ZnO基發(fā)光器件
        2.4.1 同質(zhì)結(jié)
        2.4.2 異質(zhì)結(jié)
        2.4.3 多量子阱有源層器件
    2.5 金屬表面等離激元增強(qiáng)ZnO發(fā)光
        2.5.1 金屬表面等離激元簡(jiǎn)介
        2.5.2 金屬表面等離激元增強(qiáng)ZnO材料發(fā)光研究進(jìn)展
    2.6 本文的研究思路
第三章 實(shí)驗(yàn)原理、生長(zhǎng)工藝及測(cè)試表征手段
    3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        3.1.1 分子束外延
        3.1.2 離子濺射
        3.1.3 電子束蒸發(fā)
        3.1.4 快速熱退火爐
    3.2 生長(zhǎng)工藝
        3.2.1 MBE原材料
        3.2.2 襯底清洗和預(yù)處理
        3.2.3 外延生長(zhǎng)工藝
    3.3 測(cè)試表征手段
第四章 Pt納米顆粒增強(qiáng)ZnO光致發(fā)光研究
    4.1 前言
    4.2 Pt納米顆粒提高ZnO發(fā)光性能的機(jī)制分析
        4.2.1 ZnO薄膜的結(jié)構(gòu)與性能表征
        4.2.2 Pt納米顆粒對(duì)ZnO薄膜發(fā)光性能的影響
        4.2.3 Pt納米顆粒提高ZnO發(fā)光性能的機(jī)制
    4.3 Pt納米顆粒提高p-ZnO薄膜發(fā)光性能
        4.3.1 p-ZnO薄膜的制備及性能表征
        4.3.2 Pt納米顆粒提高p-ZnO薄膜發(fā)光性能
    4.4 Pt納米顆粒提高非極性ZnO/ZnMgO多量子阱的發(fā)光性能
        4.4.1 非極性ZnO/ZnMgO多量子阱的制備及其發(fā)光性能
        4.4.2 Pt提高非極性ZnO/ZnMgO多量子阱內(nèi)量子效率
    4.5 本章小結(jié)
第五章 Be輔助ZnMgO合金p型摻雜機(jī)制研究
    5.1 前言
    5.2 ZnMgBeO能帶結(jié)構(gòu)研究
        5.2.1 能帶帶階測(cè)試方法和原理
        5.2.2 ZnMgO/ZnMgBeO異質(zhì)結(jié)能帶帶階
    5.3 Be源溫度對(duì)ZnMgBeO薄膜性能的影響
        5.3.1 ZnMgBeO薄膜制備及結(jié)構(gòu)表征
        5.3.2 ZnMgBeO薄膜表面形貌分析
        5.3.3 ZnMgBeO薄膜光電性能分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 ZnO/ZnMgO多量子阱有源層發(fā)光器件研制
    6.1 前言
    6.2 p-GaN襯底的結(jié)構(gòu)性能表征
        6.2.1 晶體質(zhì)量
        6.2.2 表面形貌
        6.2.3 電學(xué)性能
        6.2.4 光學(xué)性能
    6.3 p-GaN上外延生長(zhǎng)ZnO薄膜
        6.3.1 氧流量對(duì)ZnO外延薄膜質(zhì)量的影響
        6.3.2 緩沖層對(duì)ZnO外延薄膜質(zhì)量的影響
        6.3.3 Zn源溫度對(duì)ZnO外延薄膜質(zhì)量的影響
    6.4 ZnO/ZnMgO多量子阱器件研制
        6.4.1 ZnMgO薄膜的制備
        6.4.2 ZnO/ZnMgO多量子阱的制備
        6.4.3 ZnO/ZnMgO多量子阱器件
    6.5 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    7.3 未來(lái)工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其它研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]p-GaN表面制備低阻歐姆接觸電極的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題[J]. 李鴻漸,石瑛,蔣昌忠.  功能材料. 2008(01)
[2]GaN基器件中的歐姆接觸[J]. 邵慶輝,葉志鎮(zhèn),黃靖云.  材料導(dǎo)報(bào). 2003(03)

博士論文
[1]穩(wěn)定的鋰氮共摻雜p型氧化鋅及其光電器件研究[D]. 申赫.中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2014
[2]Sb摻雜制備p-ZnO及Si襯底Zn1-XMgxO外延薄膜和ZnMgO/ZnO量子阱的研究[D]. 潘新花.浙江大學(xué) 2010

碩士論文
[1]P型GaN歐姆接觸特性研究[D]. 呂玲.西安電子科技大學(xué) 2008



本文編號(hào)：2973684