MgZnO薄膜的PLD制備及其特性研究—Si基微盤光學諧振腔的制備與研究.pdf

1、本論文主要包括兩部分：一、利用激光脈沖沉積(PLD)法制備MgZnO薄膜并分析其結(jié)晶、光學特性等，并利用微納加工法實現(xiàn)了紫外探測器原型器件的制備。二、利用微納加工技術完成了Si基微盤諧振腔的制備與研究工作。
　　 ZnO是具有纖鋅礦晶體結(jié)構的直接寬禁帶半導體材料，室溫下禁帶寬度為3.37eV，激子束縛能為60meV。因此，ZnO與ZnO合金材料成為人們研究的熱點，其中MgZnO合金薄膜，作為一種新型的光電合金材料，與AlGaN合

2、金薄膜相比，它具有制備簡單、無毒、原材料豐富、禁帶可調(diào)范圍寬(3.37-7.8eV)、能夠覆蓋整個紫外區(qū)域等優(yōu)點，成為各種光電器件的首選材料，尤其是紫外探測器。本論文通過激光脈沖沉積(PLD)法，不斷調(diào)整工藝條件，在石英玻璃上，制備出高質(zhì)量、高Mg摻雜含量、禁帶寬度高達5.46eV、吸收邊位于日盲區(qū)(220-280nm)的(220)取向的MgZnO薄膜。并首次觀察到依賴于退火溫度變化的(220)晶化取向的特性。利用微納加工技術在MgZn

3、O薄膜上，制備出叉指狀紫外探測器的原型器件，并進行測試，實驗結(jié)果表明器件的暗電流較小。
　　 隨著微納加工技術的發(fā)展，使得各種天然以及合成材料制造的新型光學微諧振腔的精確控制成為可能。具有高Q值的光學微諧振腔在諸多方面有其廣泛的應用前景，諸如低成本高密度集成光路、高靈敏度的生物傳感器等等。本論文利用微納加工技術制備的微盤諧振腔是目前最有前途的研究腔電動力學、量子信息的手段之一。我們利用微納加工技術成功制備了回音壁(WG)模式的S

4、i基微盤諧振腔?！澳⒐健睜頢i基微盤諧振腔主要是通過光刻、干法刻蝕與濕法腐蝕相結(jié)合的方法實現(xiàn)的。它們具有制作過程相對簡單，成本較低、微盤的厚度較小、邊緣無缺陷、品質(zhì)因子較高等優(yōu)點。在此過程中實現(xiàn)了微盤諧振腔制作的可控性與重復性，為研究腔電動力學、量子信息等領域奠定了一定的基礎。
　　 總而言之，首先，我們不但成功制備了高質(zhì)量、高Mg含量摻雜的MgZnO薄膜，并首次觀察到依賴于退火溫度變化的(220)晶化取向的特性，也實現(xiàn)了紫外探