氧化物半導(dǎo)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(dǎo)體材料的研究是目前國內(nèi)外非常感興趣的課題，自從1996、1997年陸續(xù)報道了ZnO薄膜的室溫光泵浦紫外激射、及其應(yīng)用前景，對ZnO材料的研究迅速在全世界范圍內(nèi)展開，研究領(lǐng)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(fā)光器件、探測器件的研制等等。ZnO被認(rèn)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(dǎo)體材料，與GaN具有相近的晶格常數(shù)與禁帶寬度，

2、通常為纖鋅礦結(jié)構(gòu)，六方相，其晶格常數(shù)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(shè)備生長高質(zhì)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(jié)晶質(zhì)量、光學(xué)性質(zhì)的測試與分析。
　　 2、本文將借助反射光譜與調(diào)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(jié)構(gòu)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(fā)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(dāng)調(diào)節(jié)CdZnO中Cd與Zn的比例，將發(fā)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(fù)合中心的激活能；通過分析CdZnO材料的熱穩(wěn)定性，為實現(xiàn)藍光與綠光發(fā)光器件提供了參考意見。