p型半导体氧化物微纳材料及光电器件研究
[Abstract]:Semiconductor oxides have important applications in solar cells, light-emitting diodes, photodetectors, transparent conductive films, photocatalysis and so on. In order to obtain high performance semiconductor oxide optoelectronic devices, high quality p-type conductive layer must be possessed, while high performance p-type semiconductor is always difficult to prepare, and the doped solid solubility is low and the stability is poor. The intrinsic p-type material carrier transport capacity is not high and so on. Therefore, in order to solve this problem, the preparation of p-type semiconductor oxide microcrystals is taken as the breakthrough point in this paper, and the electrical and optical properties of the devices are verified by the fabrication of optoelectronic devices. In this thesis, excellent SB doped p-type ZnO micron wires and high quality CuGaO _ 2 hexagonal nanostructures were fabricated. Based on these, homogenous / heterostructure p-n junction optoelectronic devices were fabricated. The innovative results of this paper are as follows: 1. The SB doped p-type ZnO micron lines were prepared by the method of synchronously doping in the double temperature region, and the acceptor luminescence peaks were observed in the low temperature luminescence spectra of doped ZnO micron lines. Through the electrical test (I-V and FET) of single micron wire, it is found that the conduction type of the wire is p. 2. Homogeneous p-n junctions with cross structure are constructed by doping p-type ZnO micron lines and undoped n-type ZnO micron wires. The devices have good rectifying characteristics and UV detection properties, and the devices have high responsivity and high selectivity to ultraviolet light. The responsivity of the detector can reach 200 Ma W-1 at a voltage of 380 nm ~ 400 nm ~ (-1), the half-width of the response peak is only 6 nm, and the external quantum efficiency is 64.5 nm 路3. A hexagonal CuGaO _ 2 nanocrystalline with a diameter of about 10 渭 m was grown by high temperature and high pressure hydrothermal method. The photoluminescence peaks of free excitons and bound excitons appeared in the low temperature luminescence spectra, and the luminescence center at room temperature was 450 nm, corresponding to the luminescence of Cu vacancy defects in CuGaO _ 2. By constructing Au/ p-CuGaO2 / n-ZnO / ITO heterostructure, it is found that the device has good rectifying property, which proves the p-type conductivity of CuGaO _ 2 nanocrystalline. CuGaO-2 nanocomposites with ZnO nanoparticles were prepared by solution sintering. At room temperature, new luminescence peaks appeared on the long wave side of the composites and dominated. The cleavage of the new luminescence peak at low temperature is due to the existence of p-n junctions in the composites, which results in the band bending. The photocatalytic properties of the composites are greatly improved compared with those of the single two materials. The photocatalytic ability of visible light was observed because the p-n junction enhanced the absorption of visible light.
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TB383.1;TN23
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,本文编号:2137060
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