ZnO P-n結(jié)設計、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、獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進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或其他教育機構的學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均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學位論文作者簽名：才爭另善簽字日期：刀佑年Jz月／日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解安徽大學有關保留、使用學位

2、論文的規(guī)定，有權保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權安徽大學可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文。(保密的學位論文在解密后適用本授學位論文作者簽名：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。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，表明在ADB結(jié)構中的ZnO勢阱作為激子有源層，在室溫下出現(xiàn)的量子束縛效應是導致光增益的主要原因。此外，通過電學性能分析發(fā)現(xiàn)，伴隨著量子散射效應的出現(xiàn)載流子遷移率有所下降。因此，通過ZMOADB結(jié)構的研究，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、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的激子峰在室溫下同樣出現(xiàn)在ZnOpn結(jié)結(jié)構中。由此，進一步證實了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。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了激子發(fā)光強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。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是提高遷移率的主要原因。由于場致帶間隧道效應克服了因量子散射效應而導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