氧化物半導體材料的分子束外延生長及其光電特性研究.pdf

1、以ZnO為代表的氧化物半導體材料的研究是目前國內外非常感興趣的課題，自從1996、1997年陸續報道了ZnO薄膜的室溫光泵浦紫外激射、及其應用前景，對ZnO材料的研究迅速在全世界范圍內展開，研究領域覆蓋廣泛，包括ZnO體材料生長、薄膜生長及特性的研究，能帶工程的研究，發光器件、探測器件的研制等等。ZnO被認為是目前在紫外波段最有可能取代GaN的一個體系之一，ZnO為Ⅰ-Ⅵ族直接帶隙氧化物半導體材料，與GaN具有相近的晶格常數與禁帶寬度，

2、通常為纖鋅礦結構，六方相，其晶格常數為3.25(A)，ZnO的激子束縛能高達60meV，比GaN(24meV)高出許多，并且高出室溫的熱振動能量(26meV)，其室溫禁帶寬度為3.37eV左右。本文將主要就以下幾個問題開展研究工作：
　　 1、采用分子束外延先進設備生長高質量的ZnO薄膜，并且對ZnO薄膜的生長及特性進行了分析，具體包括結晶質量、光學性質的測試與分析。
　　 2、本文將借助反射光譜與調制反射光譜，利用Zn

3、O的自由激子在磁場中劈裂行為來研究ZnO價帶結構的對稱性，從實驗上確證這個問題，這對以后器件的深入研究鋪好了理論基石。
　　 3、對于ZnO基發光器件的研究，本文主要以CdZnO薄膜材料為代表的三元化合物開展研究工作，通過適當調節CdZnO中Cd與Zn的比例，將發光波長由紫外延伸到可見光范圍；通過研究材料變溫光譜，我們獲得了材料中的非輻射復合中心的激活能；通過分析CdZnO材料的熱穩定性，為實現藍光與綠光發光器件提供了參考意見。