N型準一維ZnS納米帶的可控合成以及肖特基器件的研究.pdf

1、Ⅱ-Ⅵ族的ZnS材料在室溫時的禁帶寬度為3.7eV，是一種在光電子器件應用領域具有很大開發(fā)潛力的寬禁帶半導體材料，對其納米結(jié)構的研究尤為引人注目。目前對ZnS納米結(jié)構的研究主要集中在合成、微結(jié)構控制和表征以及光學特性方面，而對于其電輸運和器件應用方面的研究還很少。造成這種情況的主要原因在于，納米材料的高比表面積使得ZnS材料具有高表面態(tài)，這使得它的歐姆接觸的獲得非常困難。現(xiàn)有器件研究僅限于場效應晶體管等簡單結(jié)構的器件，像肖特基勢壘二極管

2、等重要的器件原型還沒有涉及。
　　本文中我們采用化學氣相沉積法合成了Cl摻雜n型ZnS納米帶。ZnS薄膜研究顯示Cl元素為優(yōu)質(zhì)的n型摻雜元素，摻雜效率高，引入缺陷少。基于單根ZnS納米帶場效應晶體管的檢測顯示合成的ZnS∶ C1納米帶n型電輸運特點明顯，摻雜后的電子遷移率和濃度分別為64.9cm2V-2s-1和5.7×1017cm-3。ZnS納米帶的歐姆電極采用激光脈沖沉積方法結(jié)合銅掩膜板遮蔽的方法制備。而銅掩膜板是利用光刻工藝和

3、刻蝕技術制備，它的使用可以成功地將精確的電極形狀轉(zhuǎn)移到沉積基底上，同時可以避免光刻膠對納米材料表面的污染。在此基礎上，我們構建了基于ZnS∶Cl納米帶與金(Au)異質(zhì)結(jié)的肖特基二極管。該二極管表現(xiàn)出良好的的整流特性（整流比大于103），肖特基勢壘高度約為0.64eV，理想因子在320K時為1.05。并且肖特基勢壘二極管在365nm紫外光照射下，在正偏壓時表現(xiàn)出負光響應而在負偏壓下表現(xiàn)出正的光響應，我們利用能帶理論對這種現(xiàn)象進行了解釋。通