n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构的界面调控及生长工艺优化
发布时间：2020-12-11 16:36
氧化锌（ZnO）半导体材料在室温下具有较宽的禁带宽度（3.37 e V）和较高的激子束缚能（60 me V）,是当前实现短波长光电应用尤其是紫外发光器件（紫外发光二极管,紫外激光器等）的优质材料之一。目前可重复、高质量的p型ZnO材料难以实现,阻碍了ZnO基同质PN结构的器件应用。由于GaN和ZnO有相同的晶体结构（纤锌矿结构）、相近的禁带宽度和较小的晶格失配度（1.8%）,n-ZnO/p-GaN异质结构在实现ZnO基发光器件中具有独特优势。由于ZnO纳米棒具有表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等特性,n-ZnO纳米棒/p-GaN相对于n-ZnO薄膜/p-GaN异质结构,具有更为出色的光电性能,基于该结构的研究受到了广泛关注。ZnO纳米棒的晶体质量和光电性能是影响n-ZnO纳米棒/p-GaN基器件光电性能的主要因素之一,而其质量和性能是由ZnO/GaN异质结构的界面条件和生长工艺决定的。但是目前对于在GaN上生长的ZnO纳米棒的研究,主要集中于改变GaN外延参数或者ZnO生长条件以研究它们对于ZnO/GaN异质结光电性能的影响,尚无关于GaN中位错在其表面（即ZnO/GaN的界面...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 ZnO材料的基本性质
1.2.1 ZnO的晶体结构
1.2.2 ZnO的能带结构
1.2.3 ZnO的发光特性
1.2.4 ZnO的掺杂
1.3 GaN材料的基本性质
1.3.1 GaN的晶体结构
1.3.2 GaN的能带结构
1.3.3 GaN的物理化学性质
1.3.4 GaN的掺杂
1.4 ZnO和GaN半导体材料在器件中的应用
1.4.1 ZnO材料在发光器件中的应用
1.4.2 GaN材料在发光器件中的应用
1.5 n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构简介
1.5.1 PN结原理
1.5.2 ZnO纳米棒的性质和应用
1.5.3 n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构的研究进展
1.6 选题思路以及主要工作
第二章 样品的制备原理和表征方法
2.1 样品的制备原理
2.1.1 p-GaN的制备原理
2.1.2 GaN的湿法腐蚀
2.1.3 ZnO纳米棒的制备原理
2.2 表征方法
2.2.1 高分辨X射线衍射（HRXRD）
2.2.2 光致发光谱（PL）
2.2.3 原子力显微镜（AFM）
2.2.4 场发射扫描电子显微镜（FESEM）
第三章n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构的界面调控
3.1 引言
3.2 样品制备
3.2.1 p-GaN材料的制备
3.2.2 GaN的湿法腐蚀
3.2.3 ZnO纳米棒阵列的生长
3.3 结果与讨论
3.3.1 GaN的形貌表征
3.3.2 GaN的结构表征
3.3.3 ZnO纳米棒的形貌表征
3.3.4 ZnO纳米棒的结构表征
3.3.5 ZnO纳米棒的光学性能分析
3.4 本章小结
第四章 界面调控后n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构的生长演化机制及生长工艺优化
4.1 引言
4.2 界面调控后n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构的生长演化
4.2.1 样品的制备
4.2.2 不同生长时间下的n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构的表面形貌
4.2.3 不同生长时间下的n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构的晶体质量
4.2.4 不同生长时间下的n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构的光学性能
4.3 界面调控后n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构的生长工艺优化
4.3.1 生长温度对n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构的影响
4.3.2 生长浓度对n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构的影响
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化锌基材料、异质结构及光电器件[J]. 申德振,梅增霞,梁会力,杜小龙,叶建东,顾书林,吴玉喜,徐春祥,朱刚毅,戴俊,陈明明,季旭,汤子康,单崇新,张宝林,杜国同,张振中. 发光学报. 2014(01)
[2]InGaN/GaN多量子阱的组分确定和晶格常数计算[J]. 丁志博,王琦,王坤,王欢,陈田祥,张国义,姚淑德. 物理学报. 2007(05)
[3]氮化镓干法刻蚀研究进展[J]. 王冲,郝跃,冯倩,郭亮良. 半导体技术. 2006(06)
[4]半导体微结构物理效应及其应用讲座 第三讲 半导体的激子效应及其在光电子器件中的应用[J]. 江德生. 物理. 2005(07)
[5]氧化锌薄膜光电功能材料研究的关键问题[J]. 傅竹西,林碧霞. 发光学报. 2004(02)
[6]溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜及表征[J]. 季振国,宋永梁,杨成兴,刘坤,王超,叶志镇. 半导体学报. 2004(01)
[7]纳米材料制备研究的若干新进展[J]. 倪永红,葛学武,徐相凌,陈家富,张志成. 无机材料学报. 2000(01)
[8]GaN——第三代半导体的曙光[J]. 梁春广,张冀. 半导体学报. 1999(02)
[9]氮化镓的性质及其金属有机化学蒸汽沉淀法[J]. 赵育明,周科衍. 现代化工. 1996(03)
本文编号：2910865
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 ZnO材料的基本性质
1.2.1 ZnO的晶体结构
1.2.2 ZnO的能带结构
1.2.3 ZnO的发光特性
1.2.4 ZnO的掺杂
1.3 GaN材料的基本性质
1.3.1 GaN的晶体结构
1.3.2 GaN的能带结构
1.3.3 GaN的物理化学性质
1.3.4 GaN的掺杂
1.4 ZnO和GaN半导体材料在器件中的应用
1.4.1 ZnO材料在发光器件中的应用
1.4.2 GaN材料在发光器件中的应用
1.5 n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构简介
1.5.1 PN结原理
1.5.2 ZnO纳米棒的性质和应用
1.5.3 n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构的研究进展
1.6 选题思路以及主要工作
第二章 样品的制备原理和表征方法
2.1 样品的制备原理
2.1.1 p-GaN的制备原理
2.1.2 GaN的湿法腐蚀
2.1.3 ZnO纳米棒的制备原理
2.2 表征方法
2.2.1 高分辨X射线衍射（HRXRD）
2.2.2 光致发光谱（PL）
2.2.3 原子力显微镜（AFM）
2.2.4 场发射扫描电子显微镜（FESEM）
第三章n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构的界面调控
3.1 引言
3.2 样品制备
3.2.1 p-GaN材料的制备
3.2.2 GaN的湿法腐蚀
3.2.3 ZnO纳米棒阵列的生长
3.3 结果与讨论
3.3.1 GaN的形貌表征
3.3.2 GaN的结构表征
3.3.3 ZnO纳米棒的形貌表征
3.3.4 ZnO纳米棒的结构表征
3.3.5 ZnO纳米棒的光学性能分析
3.4 本章小结
第四章 界面调控后n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构的生长演化机制及生长工艺优化
4.1 引言
4.2 界面调控后n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构的生长演化
4.2.1 样品的制备
4.2.2 不同生长时间下的n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构的表面形貌
4.2.3 不同生长时间下的n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构的晶体质量
4.2.4 不同生长时间下的n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构的光学性能
4.3 界面调控后n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构的生长工艺优化
4.3.1 生长温度对n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构的影响
4.3.2 生长浓度对n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构的影响
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化锌基材料、异质结构及光电器件[J]. 申德振,梅增霞,梁会力,杜小龙,叶建东,顾书林,吴玉喜,徐春祥,朱刚毅,戴俊,陈明明,季旭,汤子康,单崇新,张宝林,杜国同,张振中. 发光学报. 2014(01)
[2]InGaN/GaN多量子阱的组分确定和晶格常数计算[J]. 丁志博,王琦,王坤,王欢,陈田祥,张国义,姚淑德. 物理学报. 2007(05)
[3]氮化镓干法刻蚀研究进展[J]. 王冲,郝跃,冯倩,郭亮良. 半导体技术. 2006(06)
[4]半导体微结构物理效应及其应用讲座 第三讲 半导体的激子效应及其在光电子器件中的应用[J]. 江德生. 物理. 2005(07)
[5]氧化锌薄膜光电功能材料研究的关键问题[J]. 傅竹西,林碧霞. 发光学报. 2004(02)
[6]溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜及表征[J]. 季振国,宋永梁,杨成兴,刘坤,王超,叶志镇. 半导体学报. 2004(01)
[7]纳米材料制备研究的若干新进展[J]. 倪永红,葛学武,徐相凌,陈家富,张志成. 无机材料学报. 2000(01)
[8]GaN——第三代半导体的曙光[J]. 梁春广,张冀. 半导体学报. 1999(02)
[9]氮化镓的性质及其金属有机化学蒸汽沉淀法[J]. 赵育明,周科衍. 现代化工. 1996(03)
本文编号：2910865
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