ZnO作為直接寬帶隙半導(dǎo)體材料,在氣敏傳感器、發(fā)光器件、液晶顯示屏、太陽(yáng)能電池等光電領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。由于其具有熱穩(wěn)定強(qiáng)、儲(chǔ)存量豐富、無(wú)毒等諸多優(yōu)點(diǎn),ZnO被認(rèn)為是最有潛力取代昂貴且有毒的錫摻雜氧化銦（ITO）的透明導(dǎo)電半導(dǎo)體。但因?yàn)楸菊鱖nO的導(dǎo)電性比較差,很多研究者常用Al、In、Ga等Ⅲ族元素對(duì)ZnO進(jìn)行摻雜,其中Al摻雜ZnO的技術(shù)比較成熟,ZnAlO材料已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到諸多光電領(lǐng)域。與Al摻雜ZnO薄膜相比,ZnGaO薄膜具有穩(wěn)定性更強(qiáng)、晶格變形更小、抗氧化性更強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),電學(xué)性質(zhì)較ZnO也有很大的提高。可是目前對(duì)ZnGaO薄膜的相關(guān)研究報(bào)道還比較少,對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的研究,探究出最佳的制備參數(shù),制備出光電性能優(yōu)異的ZnGaO薄膜,具有十分重要的意義。本文以量子力學(xué)的第一性原理為理論基礎(chǔ),對(duì)ZnO材料和Zn_0.9Ga_0.1O材料進(jìn)行了系統(tǒng)的理論模擬與計(jì)算。利用固相反應(yīng)燒結(jié)法制備Zn_0.9Ga_0.1O陶瓷靶材,以Nd:YAG激光器為激光源,采用脈沖激光沉積技術(shù)分別在藍(lán)寶石、石英、玻璃三種不同的襯底上... 

【文章來(lái)源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 透明氧化物半導(dǎo)體的研究進(jìn)展
    1.2 ZnO薄膜的常用制備技術(shù)
        1.2.1 磁控濺射
        1.2.2 分子束外延
        1.2.3 溶膠-凝膠法
        1.2.4 化學(xué)氣相沉積
        1.2.5 脈沖激光沉積
    1.3 ZnO的性質(zhì)和研究
        1.3.1 ZnO的基本性質(zhì)
        1.3.2 ZnO薄膜的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用
    1.4 本論文的研究?jī)?nèi)容和研究意義
第2章 透明氧化物半導(dǎo)體材料的理論分析
    2.1 Materials Studio軟件的基本介紹
        2.1.1 CASTEP模塊
        2.1.2 Reflex模塊
    2.2 密度泛函基本理論
        2.2.1 薛定諤方程
        2.2.2 局域密度近似
        2.2.3 廣義梯度近似
    2.3 理想ZnO電子結(jié)構(gòu)
        2.3.1 理想ZnO的模型構(gòu)建
        2.3.2 理想ZnO的電子結(jié)構(gòu)計(jì)算
    2.4 ZnGaO電子結(jié)構(gòu)
        2.4.1 Zn_(0.9)Ga_(0.1)O的模型構(gòu)建
        2.4.2 Zn_(0.9)Ga_(0.1)O的電子結(jié)構(gòu)計(jì)算
    2.5 ZnGaO光學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)計(jì)算
        2.5.1 Zn_(0.9)Ga_(0.1)O的消光系數(shù)和折射率
        2.5.2 Zn_(0.9)Ga_(0.1)O的透射率
        2.5.3 Zn_(0.9)Ga_(0.1)O的 XRD
    2.6 本章小結(jié)
第3章 實(shí)驗(yàn)原理與表征方法
    3.1 ZnGaO陶瓷靶材的制備和表征
        3.1.1 固相反應(yīng)燒結(jié)法基本原理
        3.1.2 Zn_(0.9)Ga_(0.1)O靶材制備的實(shí)驗(yàn)流程
        3.1.3 Zn_(0.9)Ga_(0.1)O靶材的表征
    3.2 ZnGaO薄膜的制備
        3.2.1 脈沖激光沉積技術(shù)基本原理
        3.2.2 脈沖激光沉積系統(tǒng)
        3.2.3 ZnGaO薄膜制備的實(shí)驗(yàn)流程
    3.3 實(shí)驗(yàn)表征的方法及原理
        3.3.1 薄膜厚度測(cè)試
        3.3.2 X射線衍射測(cè)試
        3.3.3 表面形貌測(cè)試
        3.3.4 透射光譜測(cè)試
        3.3.5 拉曼光譜測(cè)試
        3.3.6 熒光光譜測(cè)試
        3.3.7 電學(xué)性質(zhì)測(cè)試
    3.4 本章小結(jié)
第4章 沉積參數(shù)對(duì)ZnGaO薄膜的物理性質(zhì)影響
    4.1 氧分壓對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)、光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)的影響
        4.1.1 Zn_(0.9)Ga_(0.1)O薄膜的結(jié)構(gòu)特性
        4.1.2 Zn_(0.9)Ga_(0.1)O薄膜的光學(xué)特性
        4.1.3 Zn_(0.9)Ga_(0.1)O薄膜的電學(xué)特性
    4.2 襯底溫度對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)、光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)的影響
        4.2.1 Zn_(0.9)Ga_(0.1)O薄膜的結(jié)構(gòu)特性
        4.2.2 Zn_(0.9)Ga_(0.1)O薄膜的光學(xué)特性
        4.2.3 Zn_(0.9)Ga_(0.1)O薄膜的電學(xué)特性
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3176454