ZnO P-n結(jié)設(shè)計、制備及內(nèi)嵌ZnMgO量子勢壘對其光電性能調(diào)制作用的研究.pdf

1、獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得安徽大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名：才爭另善簽字日期：刀佑年Jz月／日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解安徽大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位

2、論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)安徽大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授學(xué)位論文作者簽名：移寫善簽字日期：力，占年p月／日日摘要的吸收邊，進(jìn)一步證明了ZnO／ZMO薄膜具有良好的結(jié)晶質(zhì)量。同時，結(jié)合PL譜分析，發(fā)現(xiàn)Znl_xMgxO薄膜的帶隙隨著x=015、025、0

3、35，藍(lán)移至3405、3425和3435eV，表明ZnMgO與ZnO兩個晶體層之間的能帶差值被明顯拉開，為在ZnO中構(gòu)建ZnlxMgxO多量子勢壘提供了條件，從而確保了可以通過ADB量子勢壘的構(gòu)建實現(xiàn)對其光增益的調(diào)控。3、系統(tǒng)地研究j非對稱性ZnlMgxO多量子勢壘(ZMOADB)的結(jié)構(gòu)和性能。在吸收譜中，我們成功地觀測到了E系列樣品出現(xiàn)的二維電子態(tài)密度所具有的臺階形狀，清楚地表明ZnMgO多量子勢壘在室溫下具有明顯的量子束縛效應(yīng)。并且

4、，通過光致發(fā)光譜發(fā)現(xiàn)，ZnO激子發(fā)光峰伴隨著可見光區(qū)域的發(fā)光峰消失得到明顯的增強(qiáng)，表明在ADB結(jié)構(gòu)中的ZnO勢阱作為激子有源層，在室溫下出現(xiàn)的量子束縛效應(yīng)是導(dǎo)致光增益的主要原因。此外，通過電學(xué)性能分析發(fā)現(xiàn)，伴隨著量子散射效應(yīng)的出現(xiàn)載流子遷移率有所下降。因此，通過ZMOADB結(jié)構(gòu)的研究，為獲得高發(fā)光效率的ZnO器件提供了有價值的實驗數(shù)據(jù)。4通過H系列和Q系列系統(tǒng)對比分析，深入研究了內(nèi)嵌ZMOADB組元對ZnOpn結(jié)微結(jié)構(gòu)、性能及對光電增益

5、的調(diào)控作用。吸收譜研究發(fā)現(xiàn)，代表二維態(tài)密度的典型臺階效應(yīng)的激子峰在室溫下同樣出現(xiàn)在ZnOpn結(jié)結(jié)構(gòu)中。由此，進(jìn)一步證實了ZnMgO多量子勢壘在Pn結(jié)界面上出現(xiàn)了沿ZnO主軸方向的量子束縛效應(yīng)。同時，在光致發(fā)光譜研究中發(fā)現(xiàn)，Q系列的量子勢壘明顯地增強(qiáng)了激子發(fā)光強(qiáng)度和限制了可見光區(qū)域的能級躍遷，從而提高了ZnOpn結(jié)器件的發(fā)光增益。此外，通過兩個系列的電學(xué)性能對比研究發(fā)現(xiàn)，相較H系列而言，具有內(nèi)嵌ZMOADB結(jié)構(gòu)的樣品使P13結(jié)的最小厚度降

6、低到了原來的44％。并且，在反向電壓作用下，在pn結(jié)整流特性研究中觀測到Q系列樣品出現(xiàn)了明顯的場致帶間隧道效應(yīng)。同時發(fā)現(xiàn)，載流子的遷移率有明顯的提高。表明在Q系列中，內(nèi)嵌的ZMOADB產(chǎn)生的場致帶間隧道效應(yīng)是提高遷移率的主要原因。由于場致帶間隧道效應(yīng)克服了因量子散射效應(yīng)而導(dǎo)致的遷移率降低和電阻率升高，從而提高了二維電子氣的傳輸速率，促進(jìn)了器件傳輸性能的提升。因此，通過ZnMgO多量子勢壘的內(nèi)嵌方案，實現(xiàn)了對ZnO同質(zhì)pn結(jié)性能的調(diào)制。這