ZnO纳米棒/GaN异质结的生长及其Ag掺杂研究

发布时间：2021-01-07 07:37

　　宽禁带半导体材料ZnO具有较高的激子束缚能,作为紫外发光材料具有独特优势,但是高质量p型掺杂的ZnO很难制备,这也严重阻碍了ZnO基LED的发展。GaN和ZnO同为六方纤锌矿结构,有相似的晶格常数和禁带宽度,因此用p-GaN代替p-ZnO制备n-ZnO/p-GaN异质结具有独特优势。例如,在n-ZnO/p-GaN异质结中,辐射复合主要发生在p-GaN层中,而ZnO一侧发光能有效提高发光性能。但是,GaN衬底微观结构对ZnO的生长形貌及发光性能的影响被目前的研究忽略。针对以上问题,本文研究了不同性质GaN衬底对ZnO纳米棒形貌、微结构及发光性能的影响;Ag掺杂对Zn O纳米棒结构以及对n-Zn O/p-GaN异质结发光性能的影响。本文研究的工作主要有:1.通过水热法在非故意掺杂GaN（u-GaN）和p型掺杂GaN（p-GaN）上制备了ZnO纳米棒阵列,研究了在无种子层且无金属催化剂的情况下u-GaN和p-GaN衬底对ZnO纳米棒生长的影响。结果表明,相比u-GaN上的生长,在p-GaN上生长的ZnO纳米棒直径较细且密度更大,这是由于p-GaN界面更粗糙,界面能量更大,为ZnO的生长提供了... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：67 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 第三代半导体材料简介
        1.2.1 Ⅲ-Ⅴ族半导体
        1.2.2 Ⅱ-Ⅵ族化合物
    1.3 GaN和ZnO材料在器件中的应用
        1.3.1 GaN基异质结在发光关器件中的应用
        1.3.2 ZnO材料在发光器件中的应用
    1.4 pn结原理及ZnO纳米棒/p-GaN异质结LED的研究进展
    1.5 本论文主要工作
    参考文献
第二章 样品制备原理及表征方法
    2.1 材料制备
        2.1.1 MOCVD生长Ga N的生长方法及原理
        2.1.2 GaN的p型掺杂
        2.1.3 ZnO纳米棒的制备及原理
    2.2 表征方法
        2.2.1 X射线衍射（XRD）
        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）
        2.2.5 透射电子显微镜（TEM）
        2.2.6 电流-电压特性曲线（I-V）
    参考文献
第三章衬底不同处理方法对ZnO纳米棒结构及性能的影响
    3.1 GaN衬底掺杂模式对ZnO纳米棒光学性质的调制
        3.1.1 引言
        3.1.2 实验
        3.1.3 结构及晶体质量表征
        3.1.4 形貌表征
        3.1.5 光学性能分析
    3.2 GaN衬底不同清洗方法对ZnO纳米棒的影响
        3.2.1 引言
        3.2.2 实验
        3.2.3 GaN衬底不同清洗方法对ZnO纳米棒形貌及光学性质的影响
    3.3 本章小结
    参考文献
第四章 ZnO纳米棒的Ag掺杂对Zn O纳米棒/p-GaN结构和性能的影响
    4.1 引言
    4.2 实验
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 Ag掺杂浓度对Zn O纳米棒/p-GaN结构和性能的影响
        4.3.2 ZnO生长时间对ZnO纳米棒/p-GaN结构和性能的影响
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 结论与展望
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：2962176