ZnO/GaAs异质结的制备及其光电性能研究

发布时间：2021-06-14 23:07

　　ZnO作为II-VI族氧化物半导体，具有较大的禁带宽度（3.37eV）和较高的激子束缚能（60meV），这使得其能够在室温下实现较低发射阈值的紫外发射。此外，ZnO材料无毒环保、成本低廉、热稳定性好且机械强度高，这些优点使得ZnO在蓝/紫外LED、透明导电极、紫外探测器、薄膜晶体管等光电子器件领域具有广泛的应用前景。然而，由于本征点缺陷的自补偿效应，高质量的p-ZnO材料一直难以得到，这就大大限制了ZnO基同质结器件的研究和应用。近年来，一些研究人员选用其他p型半导体材料代替p-ZnO，与n-ZnO构造了不同结构的p-n结器件。其中，GaAs作为另一种重要的III-V族化合物半导体材料，是当前制备红光LED及近红外光电器件的核心材料。由于具有成熟的掺杂工艺，GaAs成为替代p-ZnO构造ZnO基异质结发光器件的有力竞争者。目前，n-ZnO/p-GaAs异质结还是一个较新的材料体系。该材料体系的研究当前仍处在材料生长研究阶段，有关器件应用的报道较少。本文的主要研究成果如下：1.利用激光脉冲沉积技术在不同的实验条件下制备了ZnO薄膜，利用X射线衍射仪和光致发光测试系统，分别研究了衬底温度、... 

【文章来源】：鲁东大学山东省

【文章页数】：53 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

六方纤锌矿ZnO晶体结构示意图

图 1.1 六方纤锌矿 ZnO 晶体结构示意图发光特性料的受激发光与电子的跃迁所带来的能量吸收和释放有关形式被材料吸收，如吸收光照能量，材料中的电子会由基激发态的电子接着会由激发态跃迁到基态，将所吸收的能出来，这样的过程被称为辐射复合，即通常说的发光。所在能级间跃迁所释放出的能量密切相关，并且不同的能级不同的，通常对发光波长经行采集测试即可得到样品的光ZnO的各种本征缺陷能级位置[4]。

图 1.4 ZnO 材料的实际应用 基异质结光电器件的研究进展异质结即两种半导体材料相结合的结构，半导体异质结中的电子行相互作用以及各种物理特性与单一的半导体材料有所不同。早在研究人员就开始利用理论计算来研究异质结的能带图，并且运用说明了载流子的输运过程。同时，在实验上也生长了一些异质e-Si 等。但是，研究结果并不理想，理论和实验并不完全一致，较高性能的器件[7]。其中最主要的难题是高质量的异质结在实验是由于构成异质结的不同半导体通常存在相异的晶格常数，在衬一种半导体物质时，在界面层上通常会形成错位和缺陷，从而累力。族氧化物半导体 ZnO 不仅具有优良的物理特性，并且它无毒环保稳定性好且机械强度高，这些优点使得 ZnO 在发光二极管、短波

【参考文献】：
期刊论文
[1]GaAs量子阱太阳能电池量子效率的研究[J]. 丁美斌,娄朝刚,王琦龙,孙强.  物理学报. 2014(19)
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[3]MgO界面层对n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结LED光电性能的影响[J]. 张忠俊,张立春,赵风周,曲崇,黄瑞志,张敏,李清山.  光电子.激光. 2014(05)
[4]两步法生长ZnO纳米棒的结构及其发光特性[J]. 马自侠,李清山,张立春,赵风周,袁润.  光电子.激光. 2012(05)
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博士论文
[1]n-ZnO/p-GaN异质结发光器件的制备及其光电性能研究[D]. 张立春.曲阜师范大学 2013



本文编号：3230400