ZnO基薄膜的生長及其紫外光敏電阻器的研制.pdf

1、紫外光敏電阻器在光譜分析、火焰檢測、臭氧檢測、導彈預警、外太空技術和生物醫(yī)藥等領域有著巨大的應用前景，尤其是日盲光敏電阻器可以不受太陽光的干擾，具有較高的準確度。但是目前紫外光敏電阻器的暗光電阻比還不是很高，而且還沒有日盲光敏電阻器的相關報道。本文主要是針對高暗光電阻比ZnO基光敏電阻器和MgZnO基日盲光敏電阻器做了系統(tǒng)性的研究，內(nèi)容分如下幾個部分：
　　1.制備了高暗光電阻比的ZnO基紫外光敏電阻器。用rf-MBE在c面藍寶石

2、襯底上生長了ZnO薄膜，研究了MgO緩沖層對于薄膜結構、光學和電學性能的影響，在此基礎上制作了ZnO基紫外光敏電阻器。結果表明，MgO緩沖層可以極大地調(diào)節(jié)晶格失配，改善薄膜結構和光學、電學性能。紫外光敏電阻器的暗光電阻比高達2.3×105，在波長小于360 nm的范圍內(nèi)，響應度超過1Ω-1·W-1。
　　2.用rf-MBE在r面藍寶石襯底低溫ZnO緩沖層上生長出了非極性高質量的α面ZnO薄膜。研究了襯底溫度和緩沖層厚度對于薄膜質量

3、的影響，并對α面ZnO薄膜的晶格振動和發(fā)光機理進行了系統(tǒng)的研究。結果表明：通過調(diào)節(jié)外延生長溫度(630℃)和適當厚度(5 nm)的LT-ZnO緩沖層，ZnO薄膜質量得以顯著提高。
　　3.制作了低Mg組份的極性和非極性MgZnO紫外光敏電阻器。用rf-MBE在c面和r面藍寶石襯底上生長了低Mg組份c面和α面MgZnO合金薄膜，制備了MgZnO紫外光敏電阻器。c面MgZnO紫外光敏電阻器的暗光電阻比高達105，波長小于310nm范圍

4、內(nèi)響應度大于0.3Ω-1·w-1；α面MgZnO紫外光敏電阻器的暗光電阻比為三個數(shù)量級，336 nm處響應度最大，為1.4×10-3Ω-1·W-1。
　　4.提出并實現(xiàn)了高性能的MgZnO日盲紫外光敏電阻器。用rf-MBE在r面藍寶石襯底上采用雙Mg組份漸進的低Mg組份MgZnO緩沖層，生長了單相纖鋅礦非極性α面Mg0.48Zn0.52O薄膜，并制備了日盲光敏電阻器。日盲光敏電阻器的響應度超過7.5×104Ω-1·W-1，暗光電阻