氧化锌材料的微区电学特性分析及其光电特性研究
发布时间：2021-06-25 01:44
氧化锌（ZnO）材料具有独特的光学和电学性质,在室温下有3.37 eV的带隙宽度和60 meV的高激子结合能,是性能良好的具有宽直接带隙的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料。而ZnO纳米材料还可以用作气体传感器、荧光粉、能量存储装置、变阻器等,更引起研究人员的极大兴趣。现今,它在光学、电学、催化和光电器件等许多领域应用非常广泛。本论文主要研究了在Si（111）衬底上利用金属有机物化学气相沉积方法生长的ZnO薄膜材料的结构和电学特性。通过水热法在有裂纹的GaN/Si（111）衬底上合成了ZnO纳米棒和微米墙材料,研究了单根纳米棒和单个微米墙的微区电学特性。还利用水热法在InN/蓝宝石衬底上生长了特殊的ZnO微米六角盘状结构,分析了ZnO微米盘的光学和电学特性。最后还设计制备了ITO/MgO/ZnO结构的紫外光探测器原型器件,测试了其部分性能。主要研究工作如下:1.采用水热法在无裂纹的p-GaN/Si（111）和n-GaN/Si（111）上生长了ZnO纳米材料。研究结果表明在不同掺杂的GaN衬底上生长的ZnO纳米材料特性有所不同。在n-GaN/Si衬底上生长出的是具有六方纤锌矿结构的ZnO纳米阵列,而在p...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１氧化锌晶格的（ａ）立方ＮａＣｌ型，（ｂ）立方闪锌矿型，（ｃ）六方纤锌矿型??结构??
?＼＼?ＡＥＢＣ＝４３．７?ｍｅＶ??ｋ??图１．２氧化锌的能带结构示意图［４］??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＺｎＯ?ｅｎｅｒｇｙ?ｂａｎｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［４］．??表１．２几种半导体材料的基本性质??Ｔａｂ．?１．２?Ｂａｓｉｃ?ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ?ｏｆ?ｓｅｖｅｒａｌ?ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ．??ＺｎＯ?ＧａＮ?ＭｇＯ?ＺｎＳｅ??晶体结构?＾?立方盐矿?闪锌矿￣??熔点（°Ｃ）?１９７５?１７００?２８５２?１５２０??激子结合能（ｍｅＶ）?６０?２６?８０?２２??
音壁（Ｗｈｉｓｐｅｒｉｎｇ?Ｇａｌｌｅｒｙ?Ｍｏｄｅ）模型、随机激射（Ｒａｎｄｏｍ?Ｌａｓｉｎｇ）模型和法布里－拍罗??（Ｆａｂｒｙ－ＰＳｒｏｔ）模型。回音壁模式谐振现象己经在ＺｎＯ纳米钉［８，９］和纳米／微米线网中被??发现，如图１．３所示的光泵浦ＺｎＯ微米线的激射谱图和其微米线的ＳＥＭ照片，这是东??南大学徐春祥教授研宄小组在文献中报道的。ＺｎＯ的折射率约为２．０１１１］，其与空气界??面的全反射角约为２７°，因此当入射角大于全反射角时，就会在纤锌矿ＺｎＯ的任意侧面??发生全反射。??Ｃａｏ等人报道了光泵浦下ＺｎＯ多晶粉末中的随机激射现象［１２］，图１．４给出了他们报??道的不同光激励强度下测得的激射光谱。??２５０００｜?＇???ｒ－?１?丨－１?…Ｉ?■…｜?１４００｜??ｒ－＇—＇?＇?ｉ?丨——一，??ｓ〇〇〇？?（ｂ）?Ｉ?．?ｒ－?（ｃ）?Ｉ??，?ｉ?＇?ｆ：丨ｉ?与：??＂ｓｏｏｏ－?－?Ｉ?９〇０?Ｉ?Ｕ＼??６０００?（ａ）?Ｉ?１６〇〇?（ｄ）?｜?ｐｕｍｐ??１?删?ｗ－??ｆ?３０００?ｆ?Ｉ?，?＇?Ｉ?，Ｚ〇〇?ｉ?—??ｆ?２０００?Ｗ?Ｖ?Ｉ?Ｓ?Ｋ?．??￣
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effects of Substrate Temperature on the Properties of Mo-doped ZnO Films Prepared by RF Magnetron Sputtering[J]. Xianwu Xiu1), Yuping Cao1), Zhiyong Pang2) and Shenghao Han2,3) 1) College of Physics and Electronics, Shandong Normal University, Jinan 250014, China 2) School of Physics, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, Jinan 250100, China 3) School of Space Science and Physics, Shandong University at Weihai, Weihai 264209, China. Journal of Materials Science & Technology. 2009(06)
本文编号：3248242
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１氧化锌晶格的（ａ）立方ＮａＣｌ型，（ｂ）立方闪锌矿型，（ｃ）六方纤锌矿型??结构??
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音壁（Ｗｈｉｓｐｅｒｉｎｇ?Ｇａｌｌｅｒｙ?Ｍｏｄｅ）模型、随机激射（Ｒａｎｄｏｍ?Ｌａｓｉｎｇ）模型和法布里－拍罗??（Ｆａｂｒｙ－ＰＳｒｏｔ）模型。回音壁模式谐振现象己经在ＺｎＯ纳米钉［８，９］和纳米／微米线网中被??发现，如图１．３所示的光泵浦ＺｎＯ微米线的激射谱图和其微米线的ＳＥＭ照片，这是东??南大学徐春祥教授研宄小组在文献中报道的。ＺｎＯ的折射率约为２．０１１１］，其与空气界??面的全反射角约为２７°，因此当入射角大于全反射角时，就会在纤锌矿ＺｎＯ的任意侧面??发生全反射。??Ｃａｏ等人报道了光泵浦下ＺｎＯ多晶粉末中的随机激射现象［１２］，图１．４给出了他们报??道的不同光激励强度下测得的激射光谱。??２５０００｜?＇???ｒ－?１?丨－１?…Ｉ?■…｜?１４００｜??ｒ－＇—＇?＇?ｉ?丨——一，??ｓ〇〇〇？?（ｂ）?Ｉ?．?ｒ－?（ｃ）?Ｉ??，?ｉ?＇?ｆ：丨ｉ?与：??＂ｓｏｏｏ－?－?Ｉ?９〇０?Ｉ?Ｕ＼??６０００?（ａ）?Ｉ?１６〇〇?（ｄ）?｜?ｐｕｍｐ??１?删?ｗ－??ｆ?３０００?ｆ?Ｉ?，?＇?Ｉ?，Ｚ〇〇?ｉ?—??ｆ?２０００?Ｗ?Ｖ?Ｉ?Ｓ?Ｋ?．??￣
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effects of Substrate Temperature on the Properties of Mo-doped ZnO Films Prepared by RF Magnetron Sputtering[J]. Xianwu Xiu1), Yuping Cao1), Zhiyong Pang2) and Shenghao Han2,3) 1) College of Physics and Electronics, Shandong Normal University, Jinan 250014, China 2) School of Physics, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, Jinan 250100, China 3) School of Space Science and Physics, Shandong University at Weihai, Weihai 264209, China. Journal of Materials Science & Technology. 2009(06)
本文编号：3248242
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