PLD方法生長ZnO-ZnMgO量子阱及結(jié)構(gòu)、光學性能研究.pdf

1、ZnO是一種重要的寬帶隙半導體材料，與GaN的帶隙寬度基本上相同，是制備紫外半導體發(fā)光器件和半導體激光器的理想材料。與GaN相比，ZnO不僅具有生長溫度低、無毒，原料成本相對低廉等優(yōu)點，還具有高達60 meV的激子束縛能(后者僅為24 meV)，因而獲得受激發(fā)射的閾值要低得多。另一方面，ZnO還具有豐富的納米結(jié)構(gòu)，包括納米線、納米管、納米帶、納米環(huán)、納米點等等。當材料尺寸降低至量子尺度時，將出現(xiàn)許多不同于體材料的性能。
　　 本

2、文采用脈沖激光沉積(PLD：pulsed laser deposition)方法進行ZnO薄膜與ZnO/ZnMgO量子阱的生長。為了探索量子阱的生長條件，我們首先研究了生長溫度、氧壓、緩沖層及退火處理等對制備的ZnO薄膜的形貌特征和晶體質(zhì)量的影響，獲得了取得平整薄膜的最佳生長參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了ZnO/ZnMgO量子阱的可控生長，并且深入分析了其光致發(fā)光性能?，F(xiàn)簡要介紹如下：
　　 1、利用PLD方法探索了ZnO薄膜的生長工

3、藝。本文通過改變生長溫度、氧壓、激光器等參數(shù)，分析了襯底溫度、薄膜厚度、緩沖層、退火處理等對薄膜的形成和形貌的影響。
　　 2、探索了襯底溫度的改變對ZnMgO：Al合金薄膜的結(jié)構(gòu)與電學性能的影響，當生長溫度為350℃獲得了最低電阻率為5.6×10-4Ω cm的薄膜，分析了電阻率發(fā)生改變的原因，為今后制備調(diào)制摻雜超晶格結(jié)構(gòu)打下了良好的基礎(chǔ)。
　　 3、在最佳生長條件下，通過改變阱層厚度、勢壘層厚度及組分等結(jié)構(gòu)參數(shù)在Si(

4、111)襯底上可控地制備出一系列ZnO/ZnMgO多量子阱，透射電鏡(TEM)結(jié)果表明這些量子阱具有良好的周期性結(jié)構(gòu)。
　　 4、通過對光致發(fā)光(photoluminescence，PL)結(jié)果分析表明，量子阱室溫下的帶邊發(fā)光具有激子特征。隨著勢阱層的厚度減小，勢阱層PL發(fā)射峰發(fā)生藍移，這是量子約束(尺寸)效應。我們還從實驗結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，量子阱具有高于體材料的激子束縛能，并且激子束縛能隨著勢阱層厚度的減小而增加。
　　 5、