【摘要】：透明電子學(xué)日漸受到越來(lái)越多的關(guān)注,它主要研究透明的電子器件及電路等,其在消費(fèi)電子產(chǎn)品尤其是顯示領(lǐng)域有非常大的應(yīng)用前景。透明氧化物p-n結(jié)是透明電子學(xué)中的基礎(chǔ)元件,研究其光電性能對(duì)透明電子學(xué)的發(fā)展有著十分重要的促進(jìn)作用。本論文主要是探索基于透明氧化物半導(dǎo)體的p-n異質(zhì)結(jié)的制備和性能研究,研究的主要內(nèi)容如下:采用脈沖直流反應(yīng)磁控濺射技術(shù)制備了Zn O,CoO_x和NiO金屬氧化物薄膜,其中在生長(zhǎng)Co O_x和NiO薄膜時(shí)改變通入氧氣的流量從而調(diào)控薄膜的相結(jié)構(gòu)或性能,所制備的薄膜與基底具有良好的結(jié)合力,薄膜平整且均勻性較好。采用多種技術(shù)表征了所生長(zhǎng)的薄膜相結(jié)構(gòu)和光電性能等。然后利用ZnO薄膜作為n型材料,不同氧氣流量下生長(zhǎng)的CoO_x和NiO薄膜分別用作p型材料制備了p-n異質(zhì)結(jié),測(cè)試其I-V曲線(xiàn)并研究器件的性能參數(shù)。通過(guò)上述的實(shí)驗(yàn)和測(cè)試表征我們得到的結(jié)果如下:(1)Zn O薄膜為纖鋅礦結(jié)構(gòu),并沿001方向擇優(yōu)生長(zhǎng),薄膜在可見(jiàn)光范圍內(nèi)透明性能良好,其電阻率約為596 Ohm·cm;(2)CoO_x薄膜隨氧氣通入量的增加相結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變,依次獲得了立方巖鹽相CoO、六方纖鋅礦相CoO和立方尖晶石相Co_3O_4三種相結(jié)構(gòu)。立方巖鹽相CoO在可見(jiàn)光范圍內(nèi)透明性良好,但是Co_3O_4在可見(jiàn)光范圍幾乎全吸收。(3)獲得的所有NiO薄膜均為巖鹽相,其相結(jié)構(gòu)不隨薄膜生長(zhǎng)時(shí)氧氣流量的變化而發(fā)生變化,NiO薄膜在可見(jiàn)光范圍內(nèi)透明性能良好,而且平均透過(guò)率隨生長(zhǎng)時(shí)氧氣流量的增加呈遞減趨勢(shì),而其電阻率隨生長(zhǎng)時(shí)氧氣流量的增加有先增加后減小的趨勢(shì),在12 sccm氧氣流量條件下生長(zhǎng)的NiO薄膜具有最大的電阻率值。(4)我們測(cè)試了所組裝p-CoO_x/n-Zn O的p-n結(jié)的I-V曲線(xiàn),獲得了其閾值電壓、整流比和理想因子等性能參數(shù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)所組裝的p-n異質(zhì)結(jié)均具有良好的整流效應(yīng),但是其反向偏壓下的漏電流較大,而且器件的穩(wěn)定性和重復(fù)性能較差。(5)相比較來(lái)說(shuō)p-NiO/n-ZnO異質(zhì)結(jié)整體性能良好,每個(gè)器件樣品均表現(xiàn)出良好的整流效應(yīng),具有較小的閾值電壓,而且閾值電壓是氧氣通入量的函數(shù),隨生長(zhǎng)Ni O薄膜層時(shí)氧氣流量的增加閾值電壓先減小后增大,而且具有最大電阻率的NiO組成的p-n結(jié)具有最佳的電學(xué)性能,包括較大的整流比、較小的閾值電壓、較小的理想因子。
【圖文】：

西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 大于輕金屬陽(yáng)離子例如鋁，，導(dǎo)致產(chǎn)生了一寬度成正相關(guān)，因此透明氧化物是電活O 和 Al2O3是典型的絕緣材料。相對(duì)于傳獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，首先具有寬的帶隙在可見(jiàn)應(yīng)用的前提，另外氧化物半導(dǎo)體材料對(duì)Si 半導(dǎo)體的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)，Si 半導(dǎo)體對(duì)缺 1014cm-3，這使得 Si 的生產(chǎn)條件比較苛境，這就極大的增加了其制備成本，相產(chǎn)成本低。

圖 1-2 ZnO 的晶體結(jié)構(gòu):(a)巖鹽相，(b)閃鋅礦，(c)纖鋅礦結(jié)構(gòu)Fig. 1-2 Crystal structures of ZnO:(a) Rocksalt, (b) Zinc blende, and (c)WurtzitenO 是目前研究最多的 n 型半導(dǎo)體金屬氧化物材料，近年來(lái)獲得了相這是因?yàn)?ZnO 的激子結(jié)合能較大高達(dá) 60 meV，這使得其即使是在室有基于激子重組的激光活性(室溫能量在 26 meV)，受激發(fā)射的閾值寬而可調(diào)的光學(xué)直接帶隙，其帶隙能范圍為 3.3-3.4 eV，在可見(jiàn)光范的透明度，這表明 ZnO 在室溫就具備優(yōu)異的光電特性。而且它具有性和化學(xué)穩(wěn)定性，通過(guò)合適的摻雜或后處理可以改變其電導(dǎo)率，與藝相兼容，原料豐富、無(wú)毒、容易制備、制備的成本低，是固有的 體氧化物[14-17]�；谶@些固有特性 ZnO 成為第三代新型半導(dǎo)體材料類(lèi)功能材料，成為光電領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)材料，有望應(yīng)用于發(fā)光二極管[電膜[20, 21]，氣體傳感器[22, 23]，太陽(yáng)能電池[24, 25]，紫外探測(cè)器[26-28]等于 ZnO 晶格常數(shù)的研究可以追溯到 1935 年 Bunn 等人的工作[29]，1
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：O475

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2 郭洪;鄒學(xué)敏;張利君;;計(jì)時(shí)氧氣流量計(jì)的設(shè)計(jì)[J];護(hù)理研究;2014年03期

3 胡金萍;蔡瀍;范慧萍;宋婕;;氧氣流量表維護(hù)螺母的制作與應(yīng)用[J];護(hù)理學(xué)雜志;2013年18期

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本文編號(hào)：2595974