Li、Na與Mg共摻雜ZnO薄膜的制備與性質(zhì)研究.pdf

1、ZnO是一種重要的功能材料和Ⅱ-Ⅵ族直接間隙寬禁帶半導(dǎo)體材料，其結(jié)晶態(tài)為六角形纖鋅礦結(jié)構(gòu)，具有良好的機(jī)電偶合性能，室溫時禁帶寬度3.37eV，激子束縛能為60meV。目前，ZnO薄膜在表面聲波器件、太陽能電池、氣敏和壓敏器件等很多方面得到了較為廣泛的應(yīng)用，在紫外探測器、LED、LD等諸多領(lǐng)域也有著巨大的開發(fā)潛力，而且ZnO薄膜的許多制作工藝與集成電路工藝相容，可與硅等多種半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)集成化，因而備受人們重視，具有廣闊的應(yīng)用前景。

2、 對于ZnO半導(dǎo)體材料，晶體結(jié)構(gòu)中的本征缺陷及摻雜都能顯著影響其電子結(jié)構(gòu)和能帶結(jié)構(gòu)，從而對其導(dǎo)電性能、發(fā)光性能、化學(xué)敏感及磁性產(chǎn)生較大改變。近來有報(bào)道稱Mg2+等能夠?qū)nO進(jìn)行有效的摻雜，其禁帶寬度增大。對于Ⅰ族元素?fù)诫s的研究也取得了一定的進(jìn)展。 本文以ZnO薄膜在紫外探測器、SAW器件的要求出發(fā)，并以在太陽能電池、光電以及集成器件上的應(yīng)用作為背景，采用Sol-gel法制備摻雜的ZnO薄膜，對ZnO薄膜進(jìn)行Mg和Ⅰ族元素Li

3、、Na的共摻雜，研究不同堿金屬摻雜和工藝參數(shù)對ZnO薄膜的結(jié)構(gòu)、光學(xué)性能等的影響，通過不同的鍍膜工藝和不同的熱處理方法來優(yōu)化摻雜ZnO薄膜的實(shí)際應(yīng)用性能，意圖找出最佳的工藝條件，掌握工藝規(guī)律。 實(shí)驗(yàn)中，我們制備出c軸擇優(yōu)取向性良好，表面平整，顆粒均勻的，適用于表面聲波元件的(Li，Mg)：ZnO薄膜，并且Li重?fù)诫s的(Li，Mg)：ZnO薄膜適用于制作藍(lán)光發(fā)光材料；(Na，Mg)：ZnO薄膜的c軸擇優(yōu)取向也很好，而且輕摻雜Na的