本文關(guān)鍵詞：β-Ga_2O_3薄膜和自催化β-Ga_2O_3微米線的生長(zhǎng)與特性研究

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【摘要】：β-Ga_2O_3是III-VI族直接寬帶隙半導(dǎo)體材料,其禁帶寬度(Eg)在4.2-4.9eV之間,具有很好的光學(xué)和電學(xué)特性,日益成為當(dāng)前氧化物半導(dǎo)體領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。β-Ga_2O_3材料在日盲探測(cè)器、深紫外透明導(dǎo)電薄膜、氣敏傳感器以及薄膜晶體管等多個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。β-Ga_2O_3材料要實(shí)現(xiàn)在這些研究領(lǐng)域的應(yīng)用,前提是要獲得高質(zhì)量的β-Ga_2O_3薄膜和納/微米材料。本文針對(duì)β-Ga_2O_3研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn),采用簡(jiǎn)單CVD方法成功的制備出較高質(zhì)量的β-Ga_2O_3薄膜,并在此基礎(chǔ)上制備了n型β-Ga_2O_3/p型Si異質(zhì)結(jié)器件,以及利用自催化VLS生長(zhǎng)機(jī)制,高純鎵為源材料和催化劑成功制備出大尺寸的β-Ga_2O_3微米線,并對(duì)其特性進(jìn)行了研究。取得的主要結(jié)果如下:(1)采用化學(xué)氣相沉積(CVD)方法,在p-Si襯底上在不同Ga量下生長(zhǎng)了不同形貌的β-Ga_2O_3薄膜,并以此為基礎(chǔ)制備了n型β-Ga_2O_3/p型Si異質(zhì)結(jié)器件。研究結(jié)果表明隨著Ga量的減少,晶體質(zhì)量逐漸變好,樣品表面也逐漸由納米顆粒組成的粒子膜逐漸長(zhǎng)成由大的晶塊組成的平滑膜狀結(jié)構(gòu)。此外,該異質(zhì)結(jié)器件顯示出具有良好的整流特性。通過上述結(jié)果表明,較高質(zhì)量β-Ga_2O_3薄膜也可以通過簡(jiǎn)單的化學(xué)氣相沉積方法來實(shí)現(xiàn),這為β-Ga_2O_3基光電器件的材料制備提供了一種簡(jiǎn)單可行的方法。(2)采用CVD方法以高純鎵為源材料和催化劑,利用自催化VLS生長(zhǎng)機(jī)制成功制備出大尺寸的β-Ga_2O_3微米線。通過SEM、EDS、XRD和PL譜等測(cè)試手段對(duì)生成的β-Ga_2O_3微米線進(jìn)行形貌、晶體結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)的表征。測(cè)試結(jié)果證實(shí)β-Ga_2O_3微米線的生長(zhǎng)機(jī)制為自催化VLS的生長(zhǎng)模式,制備出的β-Ga_2O_3微米線的底部直徑約為5μm,頂部直徑約為20μm,其長(zhǎng)度可達(dá)500μm。此外,在光致發(fā)光譜中還觀測(cè)到了來自于氧空位(VO),Ga空位(VGa)以及Ga和O的空位對(duì)(VGa-VO)的缺陷發(fā)光。
【學(xué)位授予單位】：遼寧師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O484.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1214331