納米晶ZnO薄膜的光電性質(zhì).pdf

1、近年來，發(fā)現(xiàn)ZnO薄膜能夠在室溫下產(chǎn)生紫外激光發(fā)射，從此，人們對ZnO薄膜的研究產(chǎn)生了濃厚的興趣，希望能夠制備紫外發(fā)光器件。然而，具有紫外激光發(fā)射特性的ZnO薄膜，通常是具有納米結(jié)構(gòu)，對納米結(jié)構(gòu)的ZnO薄膜的研究還不夠深入，因此，本論文工作主要是制備納米晶ZnO薄膜，并研究這種納米晶ZnO薄膜的光學(xué)性質(zhì)，異質(zhì)結(jié)的電學(xué)性質(zhì)以及摻雜對納米晶ZnO薄膜的光學(xué)性質(zhì)影響。 本論文共有7章。第一章介紹ZnO光電性質(zhì)、應(yīng)用前景、制備方法的最新

2、進(jìn)展，并提出本論文工作的意義。 第二章探索制備納米晶ZnO薄膜的溶膠-凝膠法，討論納米晶ZnO薄膜具有較強(qiáng)的光致發(fā)光特性的原因。 第三章在不同溫度下測試了納米晶ZnO薄膜的光致發(fā)光特性，研究納米晶ZnO薄膜的光致發(fā)光特性與溫度的關(guān)系，研究了發(fā)光峰位，發(fā)光強(qiáng)度等譜線特征參數(shù)隨溫度的變化關(guān)系，發(fā)現(xiàn)所制備的納米晶ZnO薄膜的激子束縛能大于100meV。 第四章在P型單晶Si襯底上用溶膠-凝膠法制備了納米晶ZnO薄膜的異

3、質(zhì)結(jié)構(gòu)。通過在變溫條件下測量納米晶ZnO薄膜和P型Si異質(zhì)結(jié)的電流-電壓、電流-電容特性以及深能級瞬態(tài)譜，研究這種異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的電學(xué)輸運(yùn)性質(zhì)。 第五章研究SiC過渡層對溶膠-凝膠法在Si(111)襯底上制備的ZnO薄膜光學(xué)性質(zhì)的影響。對比分析有SiC過渡層的ZnO薄膜和無過渡層的ZnO薄膜的晶體結(jié)構(gòu)，表面形貌，拉曼光譜和光致發(fā)光光譜。SiC過渡層的引入使ZnO薄膜的應(yīng)力馳豫，缺陷減少。在光致發(fā)光譜中，有SiC過渡層的ZnO薄膜的紫

4、外發(fā)射強(qiáng)度比直接在Si襯底上的ZnO薄膜的增強(qiáng)約1倍，而可見光發(fā)射強(qiáng)度約減少了一半，且其峰位產(chǎn)生一定的移動。因此，SiC過渡層改善了在Si襯底上生長ZnO薄膜的光學(xué)性質(zhì)。 第六章研究Mg和Ag兩種元素?fù)诫s的ZnO薄膜的光學(xué)特性。在Mg摻雜的ZnO薄膜中，研究Mg含量對ZnO薄膜的晶格結(jié)構(gòu)、表面形貌和光致發(fā)光的影響，在ZnO中Mg的含量不能大于40％，否則將有立方相形成。對Ag摻雜的ZnO薄膜，研究Ag的摻入對ZnO薄膜光致發(fā)光特