β-Ga_2O_3薄膜和自催化β-Ga_2O_3微米线的生长与特性研究

发布时间：2017-11-22 10:14

  本文关键词：β-Ga_2O_3薄膜和自催化β-Ga_2O_3微米线的生长与特性研究

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【摘要】：β-Ga_2O_3是III-VI族直接宽带隙半导体材料,其禁带宽度(Eg)在4.2-4.9eV之间,具有很好的光学和电学特性,日益成为当前氧化物半导体领域的研究热点之一。β-Ga_2O_3材料在日盲探测器、深紫外透明导电薄膜、气敏传感器以及薄膜晶体管等多个领域都有着广泛的应用前景。β-Ga_2O_3材料要实现在这些研究领域的应用,前提是要获得高质量的β-Ga_2O_3薄膜和纳/微米材料。本文针对β-Ga_2O_3研究领域的热点和难点,采用简单CVD方法成功的制备出较高质量的β-Ga_2O_3薄膜,并在此基础上制备了n型β-Ga_2O_3/p型Si异质结器件,以及利用自催化VLS生长机制,高纯镓为源材料和催化剂成功制备出大尺寸的β-Ga_2O_3微米线,并对其特性进行了研究。取得的主要结果如下:(1)采用化学气相沉积(CVD)方法,在p-Si衬底上在不同Ga量下生长了不同形貌的β-Ga_2O_3薄膜,并以此为基础制备了n型β-Ga_2O_3/p型Si异质结器件。研究结果表明随着Ga量的减少,晶体质量逐渐变好,样品表面也逐渐由纳米颗粒组成的粒子膜逐渐长成由大的晶块组成的平滑膜状结构。此外,该异质结器件显示出具有良好的整流特性。通过上述结果表明,较高质量β-Ga_2O_3薄膜也可以通过简单的化学气相沉积方法来实现,这为β-Ga_2O_3基光电器件的材料制备提供了一种简单可行的方法。(2)采用CVD方法以高纯镓为源材料和催化剂,利用自催化VLS生长机制成功制备出大尺寸的β-Ga_2O_3微米线。通过SEM、EDS、XRD和PL谱等测试手段对生成的β-Ga_2O_3微米线进行形貌、晶体结构和光学性质的表征。测试结果证实β-Ga_2O_3微米线的生长机制为自催化VLS的生长模式,制备出的β-Ga_2O_3微米线的底部直径约为5μm,顶部直径约为20μm,其长度可达500μm。此外,在光致发光谱中还观测到了来自于氧空位(VO),Ga空位(VGa)以及Ga和O的空位对(VGa-VO)的缺陷发光。
【学位授予单位】：辽宁师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O484.1

【参考文献】

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本文编号：1214331