寬帶隙半導(dǎo)體（ZnO，SiC）材料的制備及其光電性能研究.pdf

1、在半導(dǎo)體材料的發(fā)展中，一般將Si，Ge稱為第一代電子材料，GaAs，InP，GaP,InAs，AlAs等稱為第二代電予材料，而將寬帶隙高溫半導(dǎo)體ZnO，SiC，GaN，AlN，金剛石等稱為第三代半導(dǎo)體材料。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)能在極端條件(如高溫、高頻、大功率、強(qiáng)輻射)下工作的電子器件的需求越來越迫切。常規(guī)半導(dǎo)體如Si，GaAs等已面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，故發(fā)展寬帶隙半導(dǎo)體(E<,g>>2.3 eV)材料已成為當(dāng)務(wù)之急。 在本論文中，我

2、們主要討論了寬帶隙半導(dǎo)體材料ZnO、SiC的制備及其光電性能的研究。 對(duì)于ZnO納米材料，我們采用熱蒸發(fā)法制備。 我們發(fā)展了制備ZnO納米柱陣列的熱蒸發(fā)法。實(shí)驗(yàn)不需要引入催化劑，也不需要預(yù)先沉積ZnO層，用廉價(jià)的硅襯底代替昂貴的藍(lán)寶石襯底，在常壓下得到了結(jié)晶質(zhì)量好的樣品。我們?cè)谳^低生長(zhǎng)溫度(550℃)下，獲得了結(jié)晶質(zhì)量好的，高度定向的ZnO納米柱陣列，而且，我們研究了物性和討論了生長(zhǎng)機(jī)制。 分別在550 ℃，60

3、0 ℃和650℃下。采用熱蒸發(fā)法，合成了ZnO：Li納米線，發(fā)現(xiàn)在600℃下合成的樣品的紫外發(fā)光峰是550℃下合成的樣品的十幾倍，我們把這種現(xiàn)象歸結(jié)于Li的摻雜引入了受主，受主濃度的增大讓激憶濃度變大。最后作出它的氣敏器件。 在680℃時(shí)，采用不同源不同溫度的方法，合成了ZnO：Al納米線。發(fā)現(xiàn)它的紫外發(fā)光峰有藍(lán)移現(xiàn)象，我們把這種現(xiàn)象歸結(jié)于著名的B-M(Burstain-Moss)效應(yīng)。 對(duì)于ZnO薄膜材料，我們采用了P

4、LD(脈沖激光沉積)法制備。 采用Si襯底上制備ZnO薄膜的過程中，克服Si襯底與ZnO薄膜之間高達(dá)40％的晶格失配，減少由此產(chǎn)生的缺陷，在400℃下沉積得到較高質(zhì)量的ZnO薄膜，在此基礎(chǔ)上，研究ZnO/p-Si薄膜光電性能。 我們采用SiC做襯底，外延生長(zhǎng)高質(zhì)量的ZnO薄膜。 在400℃下沉積得到較高質(zhì)量的ZnO：Ag薄膜，得到較穩(wěn)定的p型特性。Ag摻入ZnO時(shí)，Ag占據(jù)Zn態(tài)，形成Ag<,Zn>受主。并討論了