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上世纪80年代开始,ZnO半导体材料就因其常温下具有3.37eV的直宽带隙以及高达60meV激子束缚能而逐渐被人们所熟知。最近几年以来,由于ZnO材料相对较低的生产成本以及良好的光电特性使其在制备发光二极管、光电二极管、紫外探测器、太阳能电池等光电器件方面得到广泛关注。迄今为止,人们已经使用溶胶-凝胶、磁控溅射、化学气相沉积法、金属有机气相沉积、脉冲激光沉积法以及水热法等多种方法制备出低维ZnO纳米结构。而且,水热合成技术因其具有原料易得、工艺简单、成本相对较低等优点,成为一种制备纳米结构的较为流行的方法。但由于仅用水热法生长的ZnO纳米棒易造成分布不均匀,紫外光发光强度较弱等现象,所以我们采取脉冲激光沉积法与水热法相结合的方式制备ZnO纳米结构。虽然低发光能效的ZnO基p-n同质结LED已经有所报道,ZnO与GaN等p型材料制备的异质结构也已经实现,但ZnO基LED仍然面临着缺少高品质p型掺杂材料的问题。而且,GaN较低的空穴迁移率限制了ZnO基光电装置的进一步应用。而p型GaAs因其具有成熟的制备技术以及较高的空穴浓度和迁移率,成为实现p-ZnO基质的一种替代材料。从上世纪九十年代开始,GaAs及其复合物就被应用于制备红外以及红光LED。鉴于ZnO纳米材料具有紫外/蓝光以及绿光发射带,n-ZnO/p-GaAs异质结构将有希望合成白光LED。本文分别利用脉冲激光沉积技术(PLD)辅助的水热合成法在Si和GaAs衬底表面上制备了ZnO纳米结构,构造了ZnO纳米棒/GaAs异质结LED器件,并对其光电特性进行了探究。本文的主要研究结果果如下:1.利用脉冲激光沉积(PLD)辅助的水热合成制备技术,在Si衬底表面生长了不同长度和直径的ZnO纳米棒阵列,并研究了水热生长温度、时间、浓度以及ZnO种子层厚度对其结构和光致发光(PL)特性的影响。研究表明,SEM表面形貌和横截面形貌显示排列整齐、取向一致的ZnO纳米棒在垂直于衬底的方向上生长,与XRD结果ZnO的(002)衍射峰位一致,都说明ZnO纳米棒沿c轴方向择优生长。光致发光测试由325nm激光激发,其PL光谱主要由位于380nm附近的很窄发光峰和450-720nm之间的展宽发光带构成。2.通过采用PLD辅助的水热法,在GaAs衬底上制备了基于ZnO纳米棒阵列的异质结构,并研究了ZnO种子层厚度、溶液浓度、反应时间和温度等因素对ZnO结构、结晶以及光致发光特性影响。SEM所观察到的表面以及截面形貌表明ZnO纳米棒垂直于衬底紧密排列。XRD图样说明了ZnO纳米棒结晶良好,沿c轴取向择优生长。PL测试观察到ZnO纳米棒/GaAs异质结的白光,光致发光光谱由380nm附近的紫外发射光和位于450-720nm的黄绿光发光带组成,其色度坐标非常接近(0.333,0.333)标准白光。而且,电致发光测试观察到的ZnO纳米棒/GaAs异质结的发光光源为白光,这种异质结有望实现ZnO基固体白光LED装置。