ZnO單晶micro-PL及其在聲表面波器件的仿真研究.pdf

1、氧化鋅作為繼GaN后出現(xiàn)的短波長直接帶隙氧化物光電半導體材料，具有與GaN相似的晶體結(jié)構(gòu)和能帶結(jié)構(gòu)，而且其激子能(室溫下為60 meV)遠高于GaN，有利于實現(xiàn)室溫下電泵浦的激子發(fā)光，在固態(tài)照明和激光器等方面具有良好的應用前景。另外，由于氧化鋅材料的高透射率、高電導率、高機電耦合系數(shù)，ZnO非常適合用于制作透明場效應晶體管、聲波器件、傳感器和太陽能電池。ZnO單晶不僅具有良好的光電性質(zhì)，其壓電特性也是非常優(yōu)越的，相比其他壓電晶體而言，Z

2、nO單晶具有較高的機電耦合系數(shù)（大約為0.816％），其相速度為2683.9m/s。因此，將ZnO單晶應用到聲表面波傳感器領(lǐng)域中，具有非常大的優(yōu)勢。
　　本文首先介紹了ZnO單晶的光電性質(zhì)。通過Raman光譜實驗、X射線衍射（X-Ray Diffraction,XRD）實驗、光致發(fā)光（Photoluminescence,PL）實驗，深入研究了ZnO單晶的晶體取向,通過X-射線衍射光譜可以看出，其具有高度的c軸取向，結(jié)晶度較高；通過

3、Raman光譜可以看出ZnO單晶的晶體結(jié)構(gòu)，其發(fā)光性質(zhì)主要是有晶體內(nèi)部位于導帶電子和價帶空穴之間的躍遷產(chǎn)生的，并且伴隨著晶體內(nèi)激子的復合作用，使其具有獨特的光致發(fā)光性質(zhì)；ZnO單晶在不同溫度下的光致發(fā)光情況不同，從300K降低到50K，其發(fā)光特性越明顯，發(fā)光峰強度越大，帶寬越小，為ZnO單晶在器件方面的應用提供理論基礎(chǔ)。其次，介紹了聲表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理、器件性能等；本文采用