發(fā)布時(shí)間：2021-08-19 10:42

　　作為一種在室溫下具有大的激子束縛能（60meV）的直接帶隙寬禁帶半導(dǎo)體材料，ZnO在室溫下的禁帶寬度為3.37eV，這決定了ZnO能夠廣泛應(yīng)用于紫外波段發(fā)光二極管和激光器件。但是，穩(wěn)定可靠的p-ZnO材料的難以制備一直束縛著ZnO基光電器件的發(fā)展。因此利用n-ZnO和其他p型半導(dǎo)體材料構(gòu)建異質(zhì)結(jié)器件成為人們的另一個(gè)研究重點(diǎn)。ZnO/Si異質(zhì)結(jié)由于其在光電子集成領(lǐng)域的潛在應(yīng)用成為人們的重要選擇。為了實(shí)現(xiàn)ZnO器件在Si基芯片上的集成，人們普遍關(guān)注Si襯底上ZnO的生長(zhǎng)。本文首先利用磁控濺射技術(shù)在Si襯底上生長(zhǎng)一層較薄的MgO緩沖層，以減少ZnO與Si襯底的晶格失配，之后通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD）技術(shù)在MgO緩沖層上外延ZnO薄膜，最后利用得到的樣品構(gòu)建了n-ZnO/MgO/p-Si異質(zhì)結(jié)發(fā)光器件。實(shí)驗(yàn)主要研究了MgO緩沖層的厚度和緩沖層的退火溫度對(duì)ZnO外延生長(zhǎng)的影響以及ZnO/MgO/p-Si異質(zhì)結(jié)器件的發(fā)光表現(xiàn)。具體的研究?jī)?nèi)容如下：1、研究了MgO緩沖層的厚度對(duì)ZnO薄膜的影響。研究發(fā)現(xiàn)較薄的MgO緩沖層能夠改善ZnO薄膜的表面形貌，優(yōu)化ZnO薄膜的結(jié)晶質(zhì)量，提高ZnO薄... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

ZnO的三種晶體結(jié)構(gòu)示意圖

圖1.2 ZnO的 wurtzite結(jié)構(gòu)示意圖。體的化學(xué)鍵類型是介于離子鍵和共價(jià)鍵之間子性又表現(xiàn)為共價(jià)性。纖鋅礦 ZnO(Wurtzite即每個(gè)陰離子周圍被處于四面體四個(gè)角的陽(yáng)詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖 1.2 所示。其中 ZnO 材料的c=5.207 ，晶體結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1.1（a）所料的光學(xué)特性知，半導(dǎo)體的光學(xué)性質(zhì)受其固有以及外在性遷性質(zhì)已經(jīng)通過光吸收、光反射、光致發(fā)光等進(jìn)行了詳細(xì)的研究。其光躍遷可分為兩類屬性，一種是受雜質(zhì)和缺陷影響的外在屬性

圖1.3 ZnO的各種光躍遷的PL譜。ZnO 材料具有較高的擊穿電壓，較低的噪聲，可以在高溫、高功率下進(jìn)行工作等。盡管已經(jīng)有很多關(guān)于 ZnO 薄膜的 n、p 型摻雜的報(bào)道[28-32]，ZnO 基結(jié)構(gòu)的電泵浦激射依舊是一個(gè)難題。然而其光泵浦激射已經(jīng)從用各種方法生長(zhǎng)的 ZnO 薄膜中被觀察到。目前經(jīng)常能夠看到有關(guān)多晶 ZnO 薄膜關(guān)于隨機(jī)激射的報(bào)道[33-36]，所謂隨機(jī)激射就是由于 ZnO 多晶的強(qiáng)散射而產(chǎn)生的腔長(zhǎng)隨機(jī)，方向不定的激射現(xiàn)象。1.1.3 ZnO 材料的缺陷ZnO 中的點(diǎn)缺陷對(duì) ZnO 薄膜的電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)具有重要影響。目前，ZnO 內(nèi)部的點(diǎn)缺陷主要有六種：Zn 間隙（Zni）、O 空位

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]生長(zhǎng)在p-GaAs襯底上的ZnO基異質(zhì)結(jié)二極管電致發(fā)光（英文）[J]. 李炳輝,姚斌,李永峰,鄧蕊,張振中,劉衛(wèi)衛(wèi),單崇新,張吉英,申德振.  發(fā)光學(xué)報(bào). 2010(06)
[2]染料敏化太陽(yáng)電池研究進(jìn)展[J]. 李文欣,胡林華,戴松元.  中國(guó)材料進(jìn)展. 2009(Z1)



本文編號(hào)：3351258