氧化鋅(ZnO)作為一種新型的直接寬帶隙半導(dǎo)體材料,室溫下其禁帶寬度約為3.37 eV,且具有較大的激子束縛能(60 meV)和極其優(yōu)異的光電性能,是制備高效紫外發(fā)光二極管、低閾值紫外激光器、紫外探測器的優(yōu)選材料,也是繼GaN之后光電材料領(lǐng)域的又一前沿研究熱點(diǎn),受到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。然而,與GaN的早期研究類似,ZnO也遭受非對稱性摻雜難題,n型材料容易制備;而穩(wěn)定可靠的p型摻雜卻始終難以實(shí)現(xiàn),這已成為制約ZnO材料進(jìn)一步發(fā)展及推進(jìn)器件化進(jìn)程的瓶頸性問題,也直接導(dǎo)致ZnO的p型摻雜研究進(jìn)入了低谷期。但要弄清ZnO的p型導(dǎo)電的起源和關(guān)鍵影響因素,必須從更為基本的缺陷入手,因此,本論文以ZnO材料中缺陷為研究對象,重點(diǎn)探討缺陷對光電特性的影響,期望獲得缺陷的調(diào)控方法,以為未來解決p型摻雜難題提供可能的途徑和思路。本論文圍繞ZnO的p型摻雜難題,以缺陷調(diào)控研究作為重點(diǎn),首先研究了ZnO單晶在不同退火溫度下的氧空位缺陷與光電磁特性,然后,利用射頻磁控濺射、離子注入及后期熱處理等方法,分別制備了N、In-N兩類N基摻雜和In-Mg共摻ZnO薄膜,結(jié)合XRD、Raman、XPS、PL、SIM...

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1ZnO的三種晶體結(jié)構(gòu)：(a)立方巖鹽礦；(b)立方閃鋅礦；(c)六角纖鋅礦[1]

鮮�。�??赯nO材料具備獨(dú)特而優(yōu)異的性質(zhì)以及非常廣闊的應(yīng)用前景，不少國內(nèi)外研究者仍對ZnO材料充滿了希望與期待。1.2ZnO材料的基本物理性質(zhì)1.2.1ZnO的晶體結(jié)構(gòu)ZnO是一種新型的II-IV族化合物半導(dǎo)體材料，具有三種晶體結(jié)構(gòu)，分別為立方巖鹽礦、立方閃鋅礦和六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，....

圖1.2纖鋅礦結(jié)構(gòu)ZnO的能帶結(jié)構(gòu)[5,6]

1緒論3于Zn原子的電負(fù)性(1.65)與O的電負(fù)性(3.44)之間存在較大的差異，使O原子成為了負(fù)電中心，Zn原子為正電中心，因而Zn-O鍵具有一定的離子鍵成分，也導(dǎo)致Zn原子和O原子之間存在非常強(qiáng)的極性。另外，Zn(O)原子并未處于O(Zn)四面體中心，致使ZnO沿c軸(000....

圖1.3(a)室溫帶邊發(fā)光光譜隨激發(fā)強(qiáng)度的演化情況[2];(b)不同泵浦強(qiáng)度下ZnO薄膜的激光激射行為[9]

重慶大學(xué)博士學(xué)位論文6圖1.3(a)室溫帶邊發(fā)光光譜隨激發(fā)強(qiáng)度的演化情況[2];(b)不同泵浦強(qiáng)度下ZnO薄膜的激光激射行為[9]。Fig.1.3(a)Theevolutionofroom-temperatureedgeluminescencespectraastheexcita....

圖1.4ZnO本征缺陷的形成能隨費(fèi)米能級的變化情況[11]

匾?模?蛭??峭?常直接或間接地影響或控制摻雜效率、電學(xué)性能、載流子壽命和發(fā)光效率等性能。ZnO材料富含各類本征點(diǎn)缺陷，其中，施主型缺陷有：氧空位(VO)、鋅間隙(Zni)和反位鋅(ZnO)；受主型缺陷有：鋅空位(VZn)、氧間隙(Oi)和反位氧(OZn)。通常情況下，這些缺陷對....

本文編號：3937928