富鋅條件下氮摻雜氧化鋅薄膜的制備及光電特性的研究.pdf

1、自從日本和香港的科學家在1998年首次報道室溫光泵浦條件下ZnO薄膜的紫外受激發射后，ZnO基寬帶隙半導體作為紫外發光器件和激光器的候選材料開始受到人們的關注。這是因為ZnO室溫下帶隙寬度為3.37eV，激子束縛能高達60meV，使得它在室溫下具有豐富的激子效應，而成為國際光電子領域前沿課題中的研究熱點。 由于ZnO具有單一的導電類型，未摻雜的ZnO由于本征缺陷(V0，Zni)而導致n-型電導，p-型ZnO難以制備，已經成為制約

2、ZnO基材料發展的一個瓶頸。因此，制備p-型摻雜的ZnO薄膜成為當前ZnO材料的主攻熱點。本文利用等離子體輔助的分子束外延設備(P-MBE)，在獲得了高質量的ZnO薄膜的前提下，為了實現N的有效摻雜，在較低的生長溫度和富鋅的條件下，開展了N摻雜的ZnO的制備研究，通過原位反射式高能電子衍射儀、原子力顯微鏡、X射線衍射、X-射線光電子譜、與霍爾效應等測量手段對樣品進行了表征和分析。利用后期退火處理獲得了弱p-型材料，并對獲得的弱p-型材料

3、的物理機制進行了研究。具體研究結果如下： (1)通過P-MBE技術、利用NO作為氮源和氧源，在Al2O3襯底上開展了p-ZnO的制備研究。研究了鋅源溫度對N摻雜ZnO薄膜的電導影響，發現雖然隨Zn源溫度提高有利于N的摻雜，但在富鋅的條件下ZnO薄膜呈現了高濃度的n-型電導，電阻率隨溫度的變化關系顯示了金屬特性，通過結構和光電特性的測量，對富鋅條件下制備樣品的導電機制進行了研究。 (2)對富鋅的條件下制備的N摻雜ZnO薄膜