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CVD法制备ZnO多晶颗粒膜及其紫外发光性质

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致谢

第一章绪论

1.1宽禁带半导体ZnO概论

1.2 ZnO的晶体结构

1.3 ZnO电学性质

1.4 ZnO发光性质

1.4.1 ZnO紫外发光性质

1.4.2 ZnO可见光发光性质

1.5 ZnO的杂质

1.5.1本征杂质的种类

1.5.2 n-ZnO中的主要受主缺陷

1.5.3故意掺杂引入的缺陷

1.6 ZnO薄膜的生长

1.6.1衬底的选择

1.6.2 ZnO薄膜的生长技术

1.7本论文的研究内容和意义

参考文献

第二章CVD方法ZnO颗粒膜生长及其紫外发光特性的研究

2.1引言

2.2 ZnO薄膜水汽外延装置的搭建与改进

2.3 CVD法制备ZnO薄膜的工艺流程

2.4样品的测试和分析

2.5实验结果以及讨论

2.5.1 ZnO多晶颗粒膜的晶格结构和形貌

2.5.2 ZnO多晶颗粒膜光致发光研究

2.5.3 ZnO多晶颗粒膜低温PL光谱

2.5.4 ZnO多晶颗粒膜室温阴极射线荧光谱(CL)以及微区阴极射线荧光发射图

2.5.5 ZnO多晶粉末样品的紫外发光分析

2.6本章小结

参考文献

第三章总结

攻读硕士学位期间发表论文

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摘要

ZnO作为一种直接带隙宽禁带半导体(室温下,Eg~3.36eV),之所以在学术界有如此火爆的研究态势皆因ZnO有无与伦比的光电应用前景。ZnO的激子结合能为60 meV,远大于室温热电离能(26meV),因而ZnO内部的激子可以在室温下稳定存在,这一点对于研发低阈值激光器至关重要。然而在ZnO基发光器件实现大规模应用之前,必须要对ZnO的发光机理有一个比较清楚的认识。因此,本论文的工作主要是研究这种多晶ZnO薄膜的光学性质,特别是低温紫外发光性质。 第一章简要介绍了ZnO材料的各种性质、制备方法、研究现状等,详细介绍了ZnO的光致发光性质。ZnO单晶的光致发光谱主要分两个部分:激子跃迁在紫外部分的发光;源于缺陷能级的可见光。 在第二章讨论了用一种简单的化学气相淀积装置在p-Si的(100)上制备出高度C轴择优取向的ZnO颗粒膜。所制备的薄膜在室温下具有很高的光致发光亮度,Zn0薄膜其可见光的发光强度已远远超出化学气相输运制备的ZnO体单晶,紫外发光峰的发光强度要比起绿光峰强度弱了很多,但是已可以与化学气相输运制备的ZnO体单晶相比拟。为了探究其发光机理,我们研究其低温光致发光以及阴极射线图像和CL谱,发现所制备颗粒膜的紫外以及可见光的发光可能与聚集在ZnO{1010}面的本征缺陷有关。 第三章总结整个论文工作得到的结论,提出今后继续研究这一工作的方向。

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