MgZnO薄膜的PLD制備及其特性研究—Si基微盤(pán)光學(xué)諧振腔的制備與研究.pdf

1、本論文主要包括兩部分：一、利用激光脈沖沉積(PLD)法制備MgZnO薄膜并分析其結(jié)晶、光學(xué)特性等，并利用微納加工法實(shí)現(xiàn)了紫外探測(cè)器原型器件的制備。二、利用微納加工技術(shù)完成了Si基微盤(pán)諧振腔的制備與研究工作。
　　 ZnO是具有纖鋅礦晶體結(jié)構(gòu)的直接寬禁帶半導(dǎo)體材料，室溫下禁帶寬度為3.37eV，激子束縛能為60meV。因此，ZnO與ZnO合金材料成為人們研究的熱點(diǎn)，其中MgZnO合金薄膜，作為一種新型的光電合金材料，與AlGaN合

2、金薄膜相比，它具有制備簡(jiǎn)單、無(wú)毒、原材料豐富、禁帶可調(diào)范圍寬(3.37-7.8eV)、能夠覆蓋整個(gè)紫外區(qū)域等優(yōu)點(diǎn)，成為各種光電器件的首選材料，尤其是紫外探測(cè)器。本論文通過(guò)激光脈沖沉積(PLD)法，不斷調(diào)整工藝條件，在石英玻璃上，制備出高質(zhì)量、高M(jìn)g摻雜含量、禁帶寬度高達(dá)5.46eV、吸收邊位于日盲區(qū)(220-280nm)的(220)取向的MgZnO薄膜。并首次觀察到依賴于退火溫度變化的(220)晶化取向的特性。利用微納加工技術(shù)在MgZn

3、O薄膜上，制備出叉指狀紫外探測(cè)器的原型器件，并進(jìn)行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明器件的暗電流較小。
　　 隨著微納加工技術(shù)的發(fā)展，使得各種天然以及合成材料制造的新型光學(xué)微諧振腔的精確控制成為可能。具有高Q值的光學(xué)微諧振腔在諸多方面有其廣泛的應(yīng)用前景，諸如低成本高密度集成光路、高靈敏度的生物傳感器等等。本論文利用微納加工技術(shù)制備的微盤(pán)諧振腔是目前最有前途的研究腔電動(dòng)力學(xué)、量子信息的手段之一。我們利用微納加工技術(shù)成功制備了回音壁(WG)模式的S

4、i基微盤(pán)諧振腔?！澳⒐健睜頢i基微盤(pán)諧振腔主要是通過(guò)光刻、干法刻蝕與濕法腐蝕相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)的。它們具有制作過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低、微盤(pán)的厚度較小、邊緣無(wú)缺陷、品質(zhì)因子較高等優(yōu)點(diǎn)。在此過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了微盤(pán)諧振腔制作的可控性與重復(fù)性，為研究腔電動(dòng)力學(xué)、量子信息等領(lǐng)域奠定了一定的基礎(chǔ)。
　　 總而言之，首先，我們不但成功制備了高質(zhì)量、高M(jìn)g含量摻雜的MgZnO薄膜，并首次觀察到依賴于退火溫度變化的(220)晶化取向的特性，也實(shí)現(xiàn)了紫外探