ZnO薄膜及其異質(zhì)結(jié)的制備與研究.pdf

1、纖鋅礦型氧化鋅（ZnO）是一種同時(shí)具有半導(dǎo)體性與壓電性的壓電半導(dǎo)體材料，它同時(shí)具有優(yōu)秀的半導(dǎo)體性能和壓電體性能。以ZnO材料為基礎(chǔ)制備新型電子器件、光電子器件一直以來(lái)也都是科研工作者密切關(guān)注的研究方向。佐治亞理工學(xué)院的王中林教授通過(guò)在新型的電子器件和光電子器件中引入壓電勢(shì)來(lái)控制器件內(nèi)電荷的傳輸過(guò)程，開(kāi)創(chuàng)了壓電電子學(xué)和壓電光電子學(xué)，為以ZnO等壓電半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)的器件提供了許多創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路和更廣泛的應(yīng)用方式。
　　本文采用脈沖激光

2、沉積技術(shù)制備ZnO薄膜，研究ZnO薄膜生長(zhǎng)的特性；制備ZnO基異質(zhì)結(jié)器件，測(cè)量器件的I-V特性曲線和紫外光照對(duì)器件的輸出影響；對(duì)器件施加外壓力，分析壓電勢(shì)在對(duì)器件內(nèi)電荷的傳輸調(diào)控機(jī)制，具體工作如下：
　?。?）以脈沖激光沉積技術(shù)制備 ZnO薄膜材料，分別選擇單晶Si、單晶STO基片作為襯底，研究了在不同的襯底溫度ZnO薄膜的晶體結(jié)構(gòu)和熒光光譜，發(fā)現(xiàn)在600℃時(shí)，ZnO薄膜有最好的結(jié)晶性和較好的本征發(fā)光；研究了以單晶STO基片為襯底

3、時(shí)，氧分壓對(duì)ZnO薄膜生長(zhǎng)的影響，發(fā)現(xiàn)在缺氧條件下，對(duì)ZnO薄膜的本征發(fā)光有極大的不利影響。
　?。?）使用 p-Si基片作為襯底，使用 PLD在上面沉積 ZnO薄膜，并制備了n-ZnO/SiOx/p-Si異質(zhì)結(jié)器件。通過(guò)器件的I-V測(cè)試發(fā)現(xiàn)，器件正向電流和反向漏電流的比值IF/IR≈104；在2 V偏壓對(duì)365 nm紫外光的器件響應(yīng)度為R≈0.19 A/W，對(duì)光照的響應(yīng)時(shí)間Ton=200 ms、Toff=350 ms。
　

4、?。?）使用剝離的云母片作為柔性透明的絕緣襯底，在云母片上使用PLD沉積ZnO/ NiO雙層薄膜，研究了在不同溫度下雙層薄膜的晶體結(jié)構(gòu)和表面形貌，制備了n-ZnO/p-NiO異質(zhì)結(jié)器件，旨在使用柔性透明襯底來(lái)研究壓電電子學(xué)打下基礎(chǔ)；
　?。?）使用 SF6處理過(guò)的 MoS2薄片和 PLD技術(shù)沉積 ZnO薄膜作設(shè)計(jì)了p-MoS2/n-ZnO異質(zhì)結(jié)二極管，制備的這種p-n二極管有著非常高的整流比率(3.4×104)和很大的反向飽和電流