氫化處理及Li摻雜ZnO薄膜光學性能研究.pdf

1、ZnO是一種寬禁帶的新型Ⅱ-Ⅵ化合物半導體材料,具有六角釬鋅礦結構,同時它是一種獨特的材料,具備光電、壓電等性能。特別地,由于其禁帶寬度大(3.37eV),激子結合能高(60meV),室溫下具有高效的激子受激發(fā)光,所以,ZnO在短波長光電器件領域有著極大的應用潛力,如發(fā)光二極管(LEDs)和激光器(LDs)等。要實現ZnO在光電領域的廣泛應用,首先必須獲得性能良好的n型和p型ZnO材料。但是由于缺陷的影響,ZnO的發(fā)光效率較低。盡管控制

2、缺陷對于提高ZnO發(fā)光效率具有重要意義,但是缺陷相關的電子-空穴復合機制尚未明確。
　　本文利用霧化氣相沉積法制備了ZnO晶體薄膜,分析不同襯底溫度及退火氣氛對ZnO表面形貌及發(fā)光性能的影響,發(fā)現2.39eV處綠光發(fā)光峰的起源與氧空位有著密切的關系。利用脈沖調制等離子體爐氫化處理ZnO薄膜,改變氫化時樣品與等離子之間的距離,分析氫化處理對發(fā)光性能的影響。室溫CL光譜表明,氫化處理能夠提高紫外發(fā)光效率(3.27eV),并且發(fā)光效率提

3、高的幅度與氫化條件關系密切。當距離從90mm減小至75mm時,紫外發(fā)光及綠光發(fā)光強度均先增加后降低。低溫下的CL測試發(fā)現,對ZnO樣品氫化處理后,3.315eV發(fā)光峰成為優(yōu)勢的發(fā)光帶。研究表明,氫與本征缺陷能夠形成淺施主絡合物,提高了淺施主的濃度,對于提高紫外光發(fā)光效率有重要意義。
　　論文第五章利用溶膠-凝膠法制備了Li摻雜ZnO多晶薄膜。樣品保持了釬鋅礦結構。室溫CL測試表明,隨Li摻雜濃度的增加,無輻射復合中心濃度增加,樣品