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,日益成為當前氧化物半導(dǎo)體領(lǐng)域的研究熱點之一。β-Ga_2O_3材料在日盲探測器、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領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。β-Ga_2O_3材料要實現(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β-Ga_2O_3研究領(lǐng)域的熱點和難點,采用簡單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生長機制,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,并對其特性進行了研究。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薄膜也可以通過簡單的化學(xué)氣相沉積方法來實現(xiàn),這為β-Ga_2O_3基光電器件的材料制備提供了一種簡單可行的方法。(2)采用CVD方法以高純鎵為源材料和催化劑,利用自催化VLS生長機制成功制備出大尺寸的β-Ga_2O_3微米線。通過SEM、EDS、XRD和PL譜等測試手段對生成的β-Ga_2O_3微米線進行形貌、晶體結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)的表征。測試結(jié)果證實β-Ga_2O_3微米線的生長機制為自催化VLS的生長模式,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,其長度可達500μm。此外,在光致發(fā)光譜中還觀測到了來自于氧空位(VO),Ga空位(VGa)以及Ga和O的空位對(VGa-VO)的缺陷發(fā)光。
【學(xué)位授予單位】：遼寧師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O484.1

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本文編號：1214331