脉冲激光沉制备ZnO薄膜及其光电性质研究.pdf

脉冲激光沉积制备∧ぜ捌涔獾缧灾恃芯中文摘要氧化锌且恢种匾5目泶室温下材料,它的激子束缚能高达良好的透明导电性、压电性、光电性、气敏性、压敏性、且易于与多种半导体材料实现集成化。这些优异的性质,使其具有了广泛的用途,如表面声波器件、平面光波导,透明电极,紫外光探测器、压电器件、压敏器件、紫外发光器件、气敏传感器等。在短波区域,捎糜谥圃熳贤夥⒐馄骷妥贤饧す馄鳎杂谔特性研究部分集中在氧化锌的紫外激光发射和可见发光机制方面。紫外发射被公沉积、分子束外延、电子束蒸发沉积、喷雾热分解、、薄膜氧化法等。在这些方法中,脉冲激光沉积际跏墙改攴⒄蛊鹄吹南冉谋∧どぜ术。用椒ㄖ票竄薄膜的优点是:生长条件易于控制,生长温度底,成膜质量高等。我们采用脉冲激光沉积方法制备出裼湃∠虻腪薄膜。讨论了薄膜的择优定向生长过程、特点及影响因素。在最佳条件下可以得到均匀、致密、有良好的崛∠蛐浴⒖杉獠ǘ瓮该餍院谩⒂薪虾玫姆⒐。目前,有关氧化锌的光学认为是激子的复合发光,而可见发射的机制仍在争论当中,一般认为是有缺陷能级产生的跃迁发射。它包括:瘴唬琙瘴唬琌填隙,填隙和反氧位等。制备∧さ闹饕7椒ㄓ校捍趴亟ι洹⒔鹗粲谢喑粱⒙龀寮す膜。本论文的主要研究内容和得到的结论如下:ü齈方法在ⅲ侗κ牡咨铣晒Φ闹聘髁薈轴取向的薄膜,分析得出蓝宝石衬底是较好的生长衬底材料。ü齒,珹及光致发光谱分析了衬底温度对薄膜生长品质的影响,发现℃在各种衬底上能制各结晶较好、表面晶粒均匀、紫外山东师范大学博士学⒙畚
的最优点并没有出现在一个氧压点上。分析发现隤锥跃褰峁灾聘鞯谋∧ぴ诘F跗驼婵罩薪辛送嘶鸫怼6员确治隽瞬煌耐ü圆煌奶跫票傅谋∧さ墓庵路⒐馄追治龇⑾郑何挥陶瓷靶成膜的最佳温度是妫梅勰┌械淖罴盐露任℃,说明发射较强的ゾП∧℃,在不同的激光能量下制备薄膜。发现在约募す饽芰肯履艿玫狡分式虾玫谋∧∧な保⑾直∧さ木Щ头⒐的敏感程度是不同的。影响谱的主要因素是晶体的点缺陷,如氧空位和锌填隙。而跃Ц袢毕萑缥淮怼⒕Я1呓绾途ЯH∠虻雀舾幸恍火氛围对薄膜结构和光致发光的影响。发现退火能提高薄膜的结晶和紫外发射,但在不同的氛围中退火,薄膜拥有的缺陷类型也不同。其中在氧气中退火有最好的结晶,最小的表面和点缺陷。蓝光发射起源于电子从施主缺陷能级钕兜絲瘴徊氖苤髂芗吨涞脑迁。梅勰㈱靶同陶瓷卸员壬薄膜,发现在同样条件下,用粉末靶的成膜效率远不及陶瓷靶。关键词:透明导电∧ぃ龀寮す獬粱庵路⒐馄祝缱犹匦裕火分类号:.山东师范大学博士学位论文Ⅱ
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⋯姗躲始啦⋯字:艄签字日期:阥独创声明学位论文版权使用授权书本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得ⅲ喝缑有其他需要特别声明的,本栏可空蚱渌逃沟难换蛑な槭褂霉牟牧稀与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮密后适用本授权书学位论文作者签名:
第一章引言年,以中村为代表的研究组在约跋喙豰族氮化物合金的研究中取得重芯康睦泛拖肿近世纪,随着人们对信息技术越来越高的需求,以电子学和微电子学为基础的电子信息技术得到了迅速地发展。传统的信息载体是电子,由于光子的速度比电子快得多,光频率比无线电频率也高的多,所以为了提高信息传输速度和载波密度,信息的载体必然由电子发展到光子。目前,信息的探测、传输、存储、显示、运算己由光子和电子共同参与和完成,光电子学开始在信息领域得到越来越多的应用。可以预料,微电子时代必将会逐步过渡到光电子时代和光子时代。因此,新的信息材料的研究就摆在科学工作者的面前,这其中就包括发展最快和最有前途的琙等半导体光电子材料。近几年来,短波激光二极管已成为半导体激光器件研究的一个热点。大进展,相继开发了高发射强度的发光二极管系列】和室温下连续长时间稳定工作的蓝光激光二极管【俊5荊材料价格昂贵,且生长ば枰:芨叩温度】,不利于降低成本。杂隚相近的晶格常数,相对低廉