隨著光電子集成、光互聯(lián)、光集成的迅速發(fā)展,對微納光電器件的需求更加迫切。氧化鋅（ZnO）作為II-VI族直接寬帶隙半導體材料具有六角纖鋅礦結構,室溫下其禁帶寬度為3.37 eV,激子結合能高達60 meV,遠大于室溫熱離化能（26 meV）,且具有豐富的微納結構,抗輻射性強、原材料豐富、低毒環(huán)保等特點。近年來ZnO微納米線基發(fā)光器件取得了長足的進展。本論文圍繞ZnO微米線基結構的可控性生長和摻雜展開研究,并對ZnO微米線基的發(fā)光器件進行了探索,取得了如下創(chuàng)新性成果:1.改變鎵（Ga）摻雜濃度實現(xiàn)對Zn O微米線基電致發(fā)光器件發(fā)光光譜的調(diào)節(jié),實現(xiàn)了發(fā)光波長從490 nm到700 nm波段可調(diào)的可見光區(qū)的單根Ga摻雜ZnO微米線電致發(fā)光器件。這種發(fā)光機制是來自于微米線中熱輔助的離子輸運。2.對于單根微米線器件采用金（Au）納米顆粒修飾的方式,特別是采用模板蒸鍍的方式對微米線進行周期性修飾,獲得了可控的周期性陣列的雙色發(fā)光,發(fā)光波長位于500 nm和600 nm附近。這種Au納米顆粒調(diào)制的發(fā)光可歸因于金屬納米顆粒的表面等離子體的調(diào)制。3.采用CVD方法合成了可靠并可重復的p型銻（Sb）摻雜Z... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所)吉林省

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 ZnO基材料的基本性質
    1.3 ZnO材料研究進展
        1.3.1 ZnO光泵浦紫外激光
        1.3.2 ZnO材料電泵浦激光器件研究進展
        1.3.3 ZnO電致發(fā)光器件研究進展
    1.4 本論文選題依據(jù)和研究內(nèi)容
第2章 ZnO材料制備方法以及表征手段
    2.1 引言
    2.2 材料制備方法
        2.2.1 磁控濺射
        2.2.2 化學氣相沉積
        2.2.3 水熱法
        2.2.4 電化學沉積法
        2.2.5 金屬有機物化學氣相沉積
        2.2.6 分子束外延技術
    2.3 材料表征方法
        2.3.1 X射線衍射
        2.3.2 掃描電子顯微鏡
        2.3.3 透射電子顯微鏡
        2.3.4 微區(qū)光致發(fā)光譜
    2.4 本章小結
第3章 基于單根Ga摻雜ZnO微米線發(fā)光研究
    3.1 引言
    3.2 低摻雜濃度ZnO可見光區(qū)的電致發(fā)光器件
        3.2.1 截面為六邊形Ga摻雜ZnO微米線可控生長
        3.2.2 Ga摻雜ZnO微米線的表征
        3.2.3 單根Ga摻雜ZnO微米線在可見光區(qū)的電致發(fā)光研究
        3.2.4 單根Ga摻雜ZnO微米線電致發(fā)光的物理機制
    3.3 Ga重摻雜ZnO近紅外光區(qū)電致發(fā)光器件
        3.3.1 Ga重摻雜ZnO微米線合成
        3.3.2 Ga重摻雜ZnO微米線表征
        3.3.3 單根Ga重摻雜ZnO微米線的近紅外電致發(fā)光及機理
    3.4 小結
第4章 Au等離子體調(diào)制單根Ga摻雜ZnO微米線發(fā)光研究
    4.1 引言
    4.2 金屬納米粒子等離激元
    4.3 金屬納米顆粒修飾的Ga摻雜微米線與未修飾微米線發(fā)光器件
        4.3.1 Au納米顆粒對微米線的修飾
        4.3.2 金屬納米顆粒修飾前后發(fā)光器件對比
    4.4 陣列可控的陣列式發(fā)光
    4.5 不同尺度金屬納米顆粒與不同電壓下陣列器件的電致發(fā)光研究
    4.6 本章小結
第5章 基于p-ZnO微米線與n-ZnO薄膜同質結發(fā)光研究
    5.1 引言
    5.2 截面為四邊形Sb摻雜p-ZnO微米線的合成
        5.2.1 ZnO籽晶層制備
        5.2.2 Sb摻雜四邊形ZnO微米線的生長
        5.2.3 Sb摻雜四邊形ZnO微米線的形貌以及光電性質研究
    5.3 基于單根Sb摻雜微米線的電致發(fā)光器件研究
    5.4 p型Sb摻雜ZnO微米線與n型ZnO薄膜的p-n結發(fā)光器件研究
        5.4.1 n型ZnO薄膜制備
        5.4.2 n型ZnO薄膜表征以及電學測試
        5.4.3 基于p型Sb摻雜ZnO微米線與n-ZnO薄膜同質結發(fā)光器件
    5.5 小結
第6章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術論文與研究成果



本文編號：2989325