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文檔簡介
1、氧化鋅(ZnO)是一種重要的寬禁帶半導體材料,室溫下的帶隙寬度為3.37eV,激子束縛能高達60 meV.自1997年首次在ZnO多晶薄膜上實現(xiàn)了室溫光泵浦紫外激光以來,有關ZnO材料的研究已經(jīng)成為光電領域國際前沿課題中的熱點之一.針對當前ZnO的研究工作的熱點問題,本論文主要對氮摻雜ZnO多晶薄膜材料的光電性質和鑲嵌在絕緣基質當中的納米ZnO顆粒的結構和光學性質進行了研究,具體研究內容如下:(1)利用磁控濺射及后退火的方法制備出氮摻雜
2、的ZnO薄膜材料,通過多種表征手段研究了氮的摻入對ZnO薄膜微結構、紫外發(fā)光和電學特性的影響.觀察到由氮引起的局域拉曼振動模,以及束縛在中性受主上的激子的發(fā)光表明利用這種方法能夠實現(xiàn)對ZnO的有效氮摻雜,并可以通過改變退火溫度的方法調節(jié)ZnO:N薄膜中氮雜質的含量.(2)通過共濺射的方法,制備了包埋有ZnO納米顆粒的SiO<,2>薄膜材料.在800℃退火后得到了通常形成溫度較高的Zn<,2>SiO<,4>材料.并在700℃退火溫度下形成
3、Zn<,2>SiO<,4>/ZnO納米顆粒的核殼結構.Zn<,2>SiO<,4>殼層的形成促進了ZnO納米顆粒中的應力釋放以及缺陷態(tài)密度的降低,從而提高了ZnO納米顆粒的近帶邊紫外發(fā)光的效率.(3)利用共蒸發(fā)及后退火的方法制備了MgO包埋的ZnO納米顆粒材料.研究結果表明MgO基質與ZnO之間形成的MgZnO合金層對ZnO納米顆粒中的載流子起到限制作用,并且部分鈍化了ZnO納米顆粒的表面缺陷.主要表現(xiàn)為ZnO納米顆粒材料的帶隙寬度隨退火
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