zno基p-n結(jié)及其紫外發(fā)光性能的研究(已修改)
2024-11-02 21:44 本頁(yè)面
【正文】 ZnO基 pn結(jié)及其紫外發(fā)光性能的研究 報(bào) 告 人： 許小亮 工作單位 : 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系 E mail: 電 話 : 0551 3607574 大學(xué)物理研究型實(shí)驗(yàn)網(wǎng)上教學(xué)材料 目 錄 1．引 言 : ZnO薄膜的紫外激光研究綜述 v ZnO薄膜材料簡(jiǎn)介，特點(diǎn)和用途 v ZnO基 pn結(jié)研究的幾個(gè)方面之比較 v 2. 本課題研究?jī)?nèi)容 v理論基礎(chǔ)： ZnO薄膜中的缺陷及其對(duì)制備 pZnO的影響分析 v p 型和 n型 ZnO薄膜的光學(xué)和結(jié)構(gòu)特性 v熱處理溫度和方式對(duì) ZnO薄膜 和 ZnO pn 結(jié)質(zhì)量的影響 v研究展望 3. 成果小結(jié) ZnO材料簡(jiǎn)介，特點(diǎn)和用途 第三代寬禁帶光電功能材料的代表之一 ZnSe(1990),SiC(1992),GaN(1994),ZnO(1996) （特點(diǎn)： 禁帶寬度 (eV)＝ 1240 / 激光波長(zhǎng) (nm),反比關(guān)系） 1. ZnO是寬禁帶 : 、 高 束縛激子能 60 meV，大于室溫的熱離化能 26 meV， 因此 與其它幾種寬禁帶發(fā)光材料如 ZnSe(束縛激子能 22 meV), ZnS(40 meV)和 GaN (25 meV)相比 , ZnO是一種合適的用于室溫或更高溫度下的紫外激光材料 2. 生長(zhǎng)成本較低 ZnO 同質(zhì) pn結(jié)研究的幾個(gè) 方面之比較 （ i） 半導(dǎo)體發(fā)光的幾種激發(fā)方式(PL,CL,EL) (ii) p型半導(dǎo)體， n型半導(dǎo)體， pn結(jié) （ iii）同質(zhì) pn結(jié) ,異質(zhì) pn結(jié) （ iv）目前國(guó)內(nèi)外通行的 pZnO 和 ZnO 同 質(zhì) pn結(jié)的制備方法（下頁(yè)） 目前國(guó)外通行的 pZnO 和 ZnO 同質(zhì) pn結(jié)的制備方法 v制備 pZnO存在的困難 , 缺陷的形成能，雜質(zhì)的固溶特性 v幾種制備 pZnO的方法及特點(diǎn) 1）化學(xué)氣相沉積法 (CVD) 2）共摻雜法 (codoping) 成品率低，光電效率差 3）激光脈沖沉積法 (PLD) 4）反應(yīng)濺射法 (RSM) 成品率較高，光電特性一般 5）熱擴(kuò)散法 (TDM) 成品率很高，光電特性差 v幾種制備 ZnO pn結(jié)的方法及特點(diǎn)，突變結(jié)，緩變結(jié) 2. 研究?jī)?nèi)容 v理論基礎(chǔ)： ZnO中的缺陷及其對(duì)制備 pZnO的影響分析 根據(jù)理論分析 ZnO薄膜中的天然缺陷一共有 6種 ， 但只有 3種的形成能較小 ， 因而得以產(chǎn)生 。 它們是： 氧空位 ， 間隙鋅 ， 以及反位鋅 鋅 氧 間隙鋅 反位鋅 鋅 氧 氧空位，間隙鋅，以及間隙鋅的能級(jí)位置及其作用 間隙鋅能級(jí) 31meV 氧空位能 61meV 反位鋅能級(jí) eV 禁帶寬度 eV 導(dǎo)帶 價(jià)帶 D1D2施主，提供電子 A1受主，提供空穴 ZnO薄膜中的氧空位，間隙鋅以及反位鋅對(duì)生成 p型 ZnO的影響 1. 氧化鋅薄膜中的 氧空位和間隙鋅 是施主的來(lái)源 ， 后者可通過(guò) 500oC退火將其轉(zhuǎn)移到鋅的格位上 ， Xiong等人報(bào)道了一個(gè)簡(jiǎn)單的方法 ， 即通過(guò)在 直流濺射 中增加氧的方法去除氧空位 ， 當(dāng)反應(yīng)室中氧氣比例超過(guò) 55％ ，可得到 pZnO， 且空穴濃度與氧的百分比成
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