PLD法生長(zhǎng)ZnMgO-ZnO異質(zhì)結(jié)與多層納米結(jié)構(gòu)及其性能研究.pdf

1、MgO和ZnO形成合金Zn<,1-x>Mg<,x>O的帶隙可以在3.2-7.9eV之間變化,在制備紫外波段光電器件方面有著廣闊的應(yīng)用前景.由ZnO和Znl-xMgxO交替沉積而成的ZnO/ZnMgO量子阱和超晶格在激光器、光探測(cè)器和其他光電器件方面也有潛在的應(yīng)用價(jià)值. 本文采用脈沖激光,分別在Si(100)襯底和采用ZnO作為緩沖層的Si(100)襯底上生長(zhǎng)了ZnMgO薄膜,并對(duì)襯底溫度,激光頻率,氧壓以及生長(zhǎng)時(shí)間等生長(zhǎng)工藝參數(shù)進(jìn)行了系

2、統(tǒng)的研究.同時(shí)嘗試了在Si(100)及Si/ZnO襯底上生長(zhǎng)ZnO/ZnMgO異質(zhì)結(jié)及超晶格結(jié)構(gòu).主要的研究工作如下:1.目前,ZnMgO合金薄膜大多數(shù)以藍(lán)寶石或ScAlMgO<,4>為襯底.本文報(bào)道了在硅襯底上應(yīng)用脈沖激光沉積法生長(zhǎng)ZnMgO,并且首次通過(guò)對(duì)ZnMgO薄膜生長(zhǎng)條件的探索,得出了適用于Si(100)襯底生長(zhǎng)高質(zhì)量c軸取向薄膜的最優(yōu)條件: 襯底溫度600℃,氧壓10Pa,激光頻率3Hz,靶材與襯底距離約為4.5cm

3、.2.采用高溫ZnO緩沖層技術(shù),成功生長(zhǎng)出高晶體質(zhì)量及完全c軸取向的ZnMgO合金薄膜,通過(guò)XRD圖譜觀察其半高寬僅為0.2044°,而SEM圖譜表明其表面結(jié)晶質(zhì)量完好.3.在國(guó)內(nèi)首次嘗試了使用PLD方法在Si(100)上直接生長(zhǎng)多層.ZnO/ZnMgO薄膜及量子阱.并對(duì)多層薄膜的生長(zhǎng)條件,晶體質(zhì)量,光學(xué)性質(zhì)等方面進(jìn)行了研究.所生長(zhǎng)的多層薄膜晶體質(zhì)量均為完全c軸取向,光學(xué)性質(zhì)可能由于不匹配襯底的原因,有很大差別.4.采用ZnO緩沖層的方