ZnO薄膜及其異質(zhì)結(jié)的制備與研究.pdf

1、纖鋅礦型氧化鋅（ZnO）是一種同時具有半導體性與壓電性的壓電半導體材料，它同時具有優(yōu)秀的半導體性能和壓電體性能。以ZnO材料為基礎制備新型電子器件、光電子器件一直以來也都是科研工作者密切關注的研究方向。佐治亞理工學院的王中林教授通過在新型的電子器件和光電子器件中引入壓電勢來控制器件內(nèi)電荷的傳輸過程，開創(chuàng)了壓電電子學和壓電光電子學，為以ZnO等壓電半導體材料為基礎的器件提供了許多創(chuàng)新設計思路和更廣泛的應用方式。
　　本文采用脈沖激光

2、沉積技術制備ZnO薄膜，研究ZnO薄膜生長的特性；制備ZnO基異質(zhì)結(jié)器件，測量器件的I-V特性曲線和紫外光照對器件的輸出影響；對器件施加外壓力，分析壓電勢在對器件內(nèi)電荷的傳輸調(diào)控機制，具體工作如下：
　?。?）以脈沖激光沉積技術制備 ZnO薄膜材料，分別選擇單晶Si、單晶STO基片作為襯底，研究了在不同的襯底溫度ZnO薄膜的晶體結(jié)構和熒光光譜，發(fā)現(xiàn)在600℃時，ZnO薄膜有最好的結(jié)晶性和較好的本征發(fā)光；研究了以單晶STO基片為襯底

3、時，氧分壓對ZnO薄膜生長的影響，發(fā)現(xiàn)在缺氧條件下，對ZnO薄膜的本征發(fā)光有極大的不利影響。
　?。?）使用 p-Si基片作為襯底，使用 PLD在上面沉積 ZnO薄膜，并制備了n-ZnO/SiOx/p-Si異質(zhì)結(jié)器件。通過器件的I-V測試發(fā)現(xiàn)，器件正向電流和反向漏電流的比值IF/IR≈104；在2 V偏壓對365 nm紫外光的器件響應度為R≈0.19 A/W，對光照的響應時間Ton=200 ms、Toff=350 ms。
　

4、?。?）使用剝離的云母片作為柔性透明的絕緣襯底，在云母片上使用PLD沉積ZnO/ NiO雙層薄膜，研究了在不同溫度下雙層薄膜的晶體結(jié)構和表面形貌，制備了n-ZnO/p-NiO異質(zhì)結(jié)器件，旨在使用柔性透明襯底來研究壓電電子學打下基礎；
　　（4）使用 SF6處理過的 MoS2薄片和 PLD技術沉積 ZnO薄膜作設計了p-MoS2/n-ZnO異質(zhì)結(jié)二極管，制備的這種p-n二極管有著非常高的整流比率(3.4×104)和很大的反向飽和電流