氧化鋅薄膜的制備及其紫外探測特性研究.pdf

1、ZnO是一種新型的寬禁帶化合物半導(dǎo)體材料，其室溫時禁帶寬度為3.37eV，具有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，是制作短波長激光器以及紫外探測器的理想材料。我們分別利用脈沖激光沉積法(PLD)和Zn膜氧化法制備了ZnO薄膜，并研究了ZnO薄膜的紫外探測特性。 1.以玻璃為襯底，采用脈沖激光沉積的方法制備了高度c軸取向的ZnO薄膜，并基于金屬-半導(dǎo)體-金屬(MSM)平面式結(jié)構(gòu)，制備了ZnO光電導(dǎo)型器件，研究了ZnO薄膜的紫外探測特性。實

2、驗發(fā)現(xiàn)，較弱的紫外光照即可引起很大的光電流；光響應(yīng)瞬態(tài)變化遵循e指數(shù)變化規(guī)律。本文認(rèn)為，較大的光電流是由于空穴被表面負(fù)電氧離子中和所引起的導(dǎo)帶電子積累引起的，擬合所得到的時間常數(shù)反映了這種時間積累。 2.發(fā)現(xiàn)部分ZnO薄膜樣品的暗電導(dǎo)與外加電場有關(guān)，定量研究了這些樣品的暗電導(dǎo)瞬態(tài)變化特性。實驗發(fā)現(xiàn)，由于兩個電極間電場的存在，樣品的電導(dǎo)率在30min內(nèi)增大了三個數(shù)量級。本文認(rèn)為，電場促進了氧在薄膜表面和內(nèi)部晶界間的解吸，黑暗條件下

3、氧的飽和吸附是電導(dǎo)率增大超過三個數(shù)量級的主要原因。 3.利用電子束沉積的方法在玻璃襯底上制備了Zn薄膜，然后在馬福爐中進行了氧化，研究了氧化溫度對ZnO薄膜的表面形貌的影響，并研究了紫外探測特性。實驗發(fā)現(xiàn)，在較高溫度氧化時，薄膜表面出現(xiàn)了約20nm寬、10μm長的ZnO納米線。光響應(yīng)測試表明，紫外光電導(dǎo)提高了兩個數(shù)量級。迄今為止，Zn膜氧化法制備的ZnO薄膜所具有的這些特殊的表面形貌和紫外探測特性，我們還沒有見過類似的報道。