PLD制備ZnO、ZnGaO薄膜及其特性研究.pdf

1、氧化鋅（ZnO）是一種直接寬帶隙半導(dǎo)體材料，其室溫禁帶寬度為3.37 eV，激了束縛能高達60 meV，使其能在室溫或更高溫度下穩(wěn)定存在，因而成為制備半導(dǎo)體激光器（LDs）、發(fā)光二極管（LEDs）的理想材料。研究表明，ZnO納米結(jié)構(gòu)豐富，在未來納米光電子器件和納米電子器件領(lǐng)域具有巨人的應(yīng)用前景。例如，ZnO納米結(jié)構(gòu)可用于場發(fā)射、醫(yī)療、生物傳感等領(lǐng)域，ZnO透明導(dǎo)電薄膜也被認為是未來取代平板顯示器中ITO薄膜的候選材料之一。因此，ZnO透

2、明導(dǎo)電薄膜的制備和性能具有較大的研究意義。
　　 本論文首先采用脈沖激光沉積（PLD）技術(shù)在Si（111）襯底上制備了晶體質(zhì)量優(yōu)異的ZnO薄膜，研究了緩沖層、氧氣壓強、激光脈沖能量、退火氣氛、退火溫度、退火時間等工藝參數(shù)對薄膜質(zhì)量的影響，對這些工藝參數(shù)進行了優(yōu)化。同時，對ZnO的顯微結(jié)構(gòu)、電學(xué)及光學(xué)性能進行了系統(tǒng)研究，并將其它薄膜制備方法與PLD技術(shù)進行比較，探討了這些方法的優(yōu)缺點。
　　 此外，本論文對氧化鋅鎵（GZO

3、）復(fù)合靶材的制備和性能進行了研究。以純度均為99.99％的ZnO粉末和Ga2O3粉體為原料，依次通過模壓成型+燒結(jié)工藝，研究了Ga含量（Ga/Zn原子比分別為2％、4％、6％、8％）和制備工藝對GZO靶材性能的影響。在此基礎(chǔ)上，以該復(fù)合靶材為濺射靶材，采用PLD技術(shù)生長了GZO復(fù)合薄膜，比較了靶材中的Ga含量對薄膜的晶體結(jié)構(gòu)與光電性能的影響。結(jié)果表明，所制備的GZO薄膜沿[002]方向擇優(yōu)生長，最佳電阻率為4.335×10-4Ω·cm，