zno基p-n結(jié)及其紫外發(fā)光性能的研究(更新版)
【正文】 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）目前國內(nèi)外通行的 pZnO 和 ZnO 同 質(zhì) pn結(jié)的制備方法（下頁） 目前國外通行的 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 。 1）速率過慢，靶被氧化，生成髙阻 ZnO。當(dāng) 生長(zhǎng) n型 ZnO薄膜 時(shí)，采用壓制 / 燒結(jié)成型的 ZnO : Al 陶瓷靶，它的原料為純度優(yōu)于 4N的 ZnO粉末和 1%重量的 Al2O3 粉末，采用燒結(jié)法：將制得的靶材在 1000~1300oC下燒結(jié)，即得到濺射用的陶瓷靶。 為空間密排六角柱 型結(jié)構(gòu)，尺度為 50 ～ 100nm，有利于 束縛激子的形成： 有利于產(chǎn)生高效率 的紫外激光。晶體質(zhì)量下降到一定程度時(shí)，從 XRD圖像上來看，還存在較明顯的取向，但發(fā)射光譜中激子峰卻消失了。隨著退火溫度的升高，四角相有增加的趨勢(shì)，這有可能是硅鋅化物的產(chǎn)生而導(dǎo)致的 (c) Surface morphology of the ZnO films annealed at different temperature studied by AFM. (a) asgrown film, (b) 600oC, 1 hr annealing, (c) 800oC, 1 hr annealing and (d) 950oC, 1 hr annealing. (a) 500nm (b) 500nm (c) 1000nm (d) 500nm ZnO , Zn2SiO4 微晶粉末 (4N) 的 CL發(fā)射譜的 比較 :(1)綠峰的 位置和寬度不 一， (2)純 ZnO 的紫外峰較窄 ，可能有新的 化合物產(chǎn)生。薄膜厚度為 米，但 Zn和 O的平衡已被打破。與實(shí)驗(yàn)最接近的計(jì)算值是： a = , b = 和 c = 時(shí)： T = nm 即 ZnO, Zn2SiO4和 SiO2 的在經(jīng) 800oC退火 1小時(shí)的薄膜中 的百分含量分別為 10％， 5％ 和 85%. 結(jié)論與研究展望： 1） 生長(zhǎng)和退火時(shí)的高溫可導(dǎo)致薄膜和硅襯底之間大量的原子擴(kuò)散 ， 并產(chǎn)生新的化合物 Zn2SiO4和 aSiO2； 2） 目前通用的將襯底貼在熱源上的加熱生長(zhǎng)方式尤易促成襯底原子向薄膜中大量擴(kuò)散 ， 建議采用前置光照或熱絲加熱；若無法做到 ， 則應(yīng)降低生長(zhǎng)溫度在 300度以下；退火溫度在 750度以下 ， 時(shí)間不能超過半
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