分子束外延及离子共注入技术制备p型ZnO单晶薄膜
发布时间:2021-09-02 11:48
ZnO是属于Ⅱ-Ⅵ族的宽禁带氧化物半导体材料,具备直接带隙的性质。ZnO能否实现作为可持续发展光电材料的广泛应用的关键是制备良好性能的ZnO同质结,从而需要制备稳定的与性能能良好的p型ZnO薄膜。目前关于成功制备p型ZnO薄膜有许多报道,但制备p型ZnO薄膜中存在无法同时获得较优的迁移率与空穴浓度的问题。其中的关键因素是受主固溶度有限及本征施主缺陷。有望能够在关键因素方面取得突破的掺杂元素组合方式与制备方式需要得到重点研究。针对制备p型ZnO薄膜存在的问题,本论文的实验过程在此基础上展开,通过分子束外延、离子注入、原位退火以及高温高压退火之间的相互结合,采用IA族元素与VA元素掺的方式,以达到“增加受主杂质浓度,抑制施主缺陷浓度”的目的,从而制备稳定的与性能良好的p型ZnO薄膜。本论文工作主要包含以下内容:1.采用射频等离子体分子束外延技术在c面蓝宝石衬底上生长ZnO薄膜。研究了 MgO缓冲层、Zn源温度、高纯氧气流量参数、衬底温度及NaN03束流参数对制备的ZnO薄膜的性能影响。将MgO缓冲层技术生长于ZnO薄膜和蓝宝石衬底之间,降低了 ZnO薄膜与c面蓝宝石衬底间的晶格失配度,提高...
【文章来源】:浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:141 页
【学位级别】:博士
【部分图文】:
图2.1?ZnO存在的三种晶体结构(a)岩盐矿结构,(b)纤锌矿结构,(c)闪锌矿结构??
?(b)?(c)??图2.1?ZnO存在的三种晶体结构(a)岩盐矿结构,(b)纤锌矿结构,(c)闪锌矿结构??Fig.?2.1?Three?existing?kinds?of?crystal?structure?of?ZnO,?(a)?rock?salt,?(b)?blend,?(c)?wurzite??图2.2六角纤锌矿ZnO晶体点阵的示意图,灰色小球为Zn离子,红色大球为O离子。??Fig.?2.2?Schematic?of?hexagonal?wurtzite?ZnO?lattice.?Grey?and?red?spheres?connect?with?zinc?and??oxygen?ions,?respectively.??图2.3六角纤锌矿的ZnO的四种表面结构的侧视图,灰色小球为Zn原子,红色大球为O??原子。(a)?(0001?),(b)?(00〇I),?(c)?(1120)?,?(d)?(lOlO)??Fig.?2.3?Four?different?surfaces?of?hexagonal?wurtzite?ZnO?viewed?from?side,?Grey?and?red??spheres?correspond?to?zinc?and?oxygen,?(a)?(0001),?(b)?(0001),?(c)?(1120)?,(d)?(1010)??4??
?(b)?(c)??图2.1?ZnO存在的三种晶体结构(a)岩盐矿结构,(b)纤锌矿结构,(c)闪锌矿结构??Fig.?2.1?Three?existing?kinds?of?crystal?structure?of?ZnO,?(a)?rock?salt,?(b)?blend,?(c)?wurzite??图2.2六角纤锌矿ZnO晶体点阵的示意图,灰色小球为Zn离子,红色大球为O离子。??Fig.?2.2?Schematic?of?hexagonal?wurtzite?ZnO?lattice.?Grey?and?red?spheres?connect?with?zinc?and??oxygen?ions,?respectively.??图2.3六角纤锌矿的ZnO的四种表面结构的侧视图,灰色小球为Zn原子,红色大球为O??原子。(a)?(0001?),(b)?(00〇I),?(c)?(1120)?,?(d)?(lOlO)??Fig.?2.3?Four?different?surfaces?of?hexagonal?wurtzite?ZnO?viewed?from?side,?Grey?and?red??spheres?correspond?to?zinc?and?oxygen,?(a)?(0001),?(b)?(0001),?(c)?(1120)?,(d)?(1010)??4??
【参考文献】:
期刊论文
[1]First-principles study of p-type ZnO by S-Na co-doping[J]. Xingyi Tan,Qiang Li,Yongdan Zhu. Journal of Semiconductors. 2017(08)
[2](Al,Sb)/ZnO复合氧化物对乙醇气体气敏功能特性的影响[J]. 薛天锋,胡季帆,秦宏伟,周莹,安康,张玲,韩涛,李玉香. 稀有金属材料与工程. 2004(09)
本文编号:3378953
【文章来源】:浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:141 页
【学位级别】:博士
【部分图文】:
图2.1?ZnO存在的三种晶体结构(a)岩盐矿结构,(b)纤锌矿结构,(c)闪锌矿结构??
?(b)?(c)??图2.1?ZnO存在的三种晶体结构(a)岩盐矿结构,(b)纤锌矿结构,(c)闪锌矿结构??Fig.?2.1?Three?existing?kinds?of?crystal?structure?of?ZnO,?(a)?rock?salt,?(b)?blend,?(c)?wurzite??图2.2六角纤锌矿ZnO晶体点阵的示意图,灰色小球为Zn离子,红色大球为O离子。??Fig.?2.2?Schematic?of?hexagonal?wurtzite?ZnO?lattice.?Grey?and?red?spheres?connect?with?zinc?and??oxygen?ions,?respectively.??图2.3六角纤锌矿的ZnO的四种表面结构的侧视图,灰色小球为Zn原子,红色大球为O??原子。(a)?(0001?),(b)?(00〇I),?(c)?(1120)?,?(d)?(lOlO)??Fig.?2.3?Four?different?surfaces?of?hexagonal?wurtzite?ZnO?viewed?from?side,?Grey?and?red??spheres?correspond?to?zinc?and?oxygen,?(a)?(0001),?(b)?(0001),?(c)?(1120)?,(d)?(1010)??4??
?(b)?(c)??图2.1?ZnO存在的三种晶体结构(a)岩盐矿结构,(b)纤锌矿结构,(c)闪锌矿结构??Fig.?2.1?Three?existing?kinds?of?crystal?structure?of?ZnO,?(a)?rock?salt,?(b)?blend,?(c)?wurzite??图2.2六角纤锌矿ZnO晶体点阵的示意图,灰色小球为Zn离子,红色大球为O离子。??Fig.?2.2?Schematic?of?hexagonal?wurtzite?ZnO?lattice.?Grey?and?red?spheres?connect?with?zinc?and??oxygen?ions,?respectively.??图2.3六角纤锌矿的ZnO的四种表面结构的侧视图,灰色小球为Zn原子,红色大球为O??原子。(a)?(0001?),(b)?(00〇I),?(c)?(1120)?,?(d)?(lOlO)??Fig.?2.3?Four?different?surfaces?of?hexagonal?wurtzite?ZnO?viewed?from?side,?Grey?and?red??spheres?correspond?to?zinc?and?oxygen,?(a)?(0001),?(b)?(0001),?(c)?(1120)?,(d)?(1010)??4??
【参考文献】:
期刊论文
[1]First-principles study of p-type ZnO by S-Na co-doping[J]. Xingyi Tan,Qiang Li,Yongdan Zhu. Journal of Semiconductors. 2017(08)
[2](Al,Sb)/ZnO复合氧化物对乙醇气体气敏功能特性的影响[J]. 薛天锋,胡季帆,秦宏伟,周莹,安康,张玲,韩涛,李玉香. 稀有金属材料与工程. 2004(09)
本文编号:3378953
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3378953.html