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PLD方法制备ZnO薄膜及其结构和光学性能分析

作　者: 王兆阳
导　师: 胡礼中
学　校: 大连理工大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: ZnO薄膜脉冲激光沉积荧光光谱
分类号: TN304.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

氧化锌(ZnO)是一种直接带隙宽禁带(3.37eV)Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料,具有较大的激子束缚能(60meV),理论上可以在室温下实现紫外光的受激发射。同时,ZnO还是优质的压电、气敏及光电材料。ZnO薄膜的制作方法很多,传统方法有:磁控溅射(magnetron sputtering)、化学气相沉积(CVD)、溶胶凝胶法(sog-gel)、喷雾热解法(spaypyrolysis)、热氧化法(thermal oxidation)、分子束外延(MBE)等,新的生长技术如脉冲激光沉积(PLD)、金属有机物化学气相沉积(MOCVD)、原子层外延生长法(ALE)、激光分子束外延(L-MBE)等也开始广泛应用。由于ZnO在结构、能带、电学和光学方面的诸多优点,加上ZnO薄膜的制作方法多种多样,可以适应不同的应用需求,ZnO在器件应用方面具有广阔的应用范围,潜力很大,前景极好。它可以被用来制作透明电极、压敏电阻、太阳能电池窗口、表面声波器件、气体传感器、发光二极管等。在短波区域,ZnO可用于制造紫外发光器件和紫外激光器,对于提高光记录密度及光信息的存取速度起着非常重要的作用。激光脉冲沉积是近年来发展起来的先进的薄膜生长技术,它是在高真空背景下用高能激光烧蚀ZnO靶材生成蒸发物淀积在加热衬底上生长晶体薄膜的。本文用脉冲激光沉积方法按照温度、频率、氧压等不同生长条件生长了ZnO薄膜。用RHEED、XRD、PL、SEM、AFM以及台阶仪和电子探针等测试手段进行了表征。根据对ZnO薄膜的结构和发光特性的研究,找到了生长薄膜的优化条件,得到了高度c-轴(0002)取向的质量较高的ZnO薄膜。

PLD方法制备ZnO薄膜及其结构和光学性能分析

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