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Zn O(3.37 e V)是近年来发展迅速的一种直接宽带隙半导体材料。由于其优异的性能,如:低缺陷密度、高激子束缚能(60 me V)、高可见光透射率、强紫外吸收和高抗辐射能力,Zn O被认为是制备高性能紫外光探测器最有前景的材料之一。目前,许多关于Zn O基紫外光电探测器的研究已经被报道了。然而,Zn O光电探测器的探测范围已经无法满足实际应用的需求,这无疑需要通过Zn O能带工程来获得更大的带隙宽度。考虑到Be O(10.6 e V)和Mg O(7.8 e V)具有远大于Zn O的带隙,本工作通过Be、Mg共掺Zn O形成双阳离子取代的四元合金来有效提高Zn O的带隙宽度。本文采用脉冲激光沉积(PLD)制备了BeMgZnO四元合金薄膜,系统研究了不同的生长氧压和衬底对薄膜结构、光学带隙及光电性能等的影响,同时探索了基于非极性面取向的BeMgZnO光电探测器的光电性能受薄膜内部自发极化场的影响。论文的主要研究内容与结论如下:1.固定脉冲激光能量(350 m J/Pulse)、激光频率(5 Hz)、衬底温度(700°C),通过改变沉积氧压(0 Pa到4 Pa),在c面蓝宝石衬底上生长了一系列Be、Mg含量不同的BeMgZnO四元合金薄膜,并在薄膜表面蒸镀平行Au电极制备了MSM结构光电导型紫外光探测器件;系统研究了沉积氧压对BeMgZnO四元合金薄膜的成分、结构、光学性能及光电探测器性能的影响。结果表明:通过脉冲激光沉积法,在c面蓝宝石衬底上制备的BeMgZnO四元合金薄膜具有c面取向和纤锌矿结构。随着生长氧压的增高,BeMgZnO四元合金薄膜中的Be与Mg含量逐渐减小、Zn的含量随之提高,薄膜晶格常数c和带隙宽度E_g也逐渐减小,而薄膜晶体质量不断提高。基于BeMgZnO四元合金薄膜的MSM结构光电探测器性能测试表明:随着薄膜沉积氧压的增大,BeMgZnO光电探测器的暗电流逐渐减小、光暗电流比值逐渐增大、光响应速度逐渐提高;这些光电探测性能的提升可归结为BeMgZnO四元合金薄膜结晶质量的提高和晶体缺陷的减少。2.采用脉冲激光沉积方法在2 Pa氧压条件下,在m面蓝宝石衬底上成功实现了非极性m面取向的单相BeMgZnO(m-BeMgZnO)四元合金薄膜的外延生长;进一步在薄膜表面分别蒸镀垂直和平行于薄膜c轴的一对平行Au电极,获得了两种基于m-BeMgZnO的MSM结构光电探测器。对m-BeMgZnO外延薄膜的表征及光电探测器性能测试结果表明:m-BeMgZnO薄膜相对于m面蓝宝石衬底的面内外延关系为两者晶格的c轴相互垂直;薄膜在面内沿c轴方向的原子排布有序度明显差于沿c轴垂直方向的原子有序度,该结晶各向异性可归结为薄膜沿c轴方向的快速生长导致原子无足够时间运动到达平衡位置。m-BeMgZnO中沿极性c轴方向的自发极化场可辅助增强光电探测器的探测性能,当探测器平行电极与薄膜c轴垂直且外加电场与内部自发极化场方向一致时,该自发极化场可有效增强光生载流子的分离和提高载流子的迁移速度,从而提高光探测器的响应速度和响应度;在自发极化场的促进作用下m-BeMgZnO四元合金薄膜紫外光探测器光响应的快速上升时间为2.3 s,快速下降时间为0.6 s,此时在300 nm单色光下得到的响应度为3.5 A/W。3.在固定激光能量(350 m J/Pluse)、激光频率(5 Hz)和衬底温度(700°C)等条件下,采用脉冲激光沉积法在m面和c面蓝宝石衬底上分别生长了m面/c面混合取向和单纯c面取向的BeMgZnO四元合金薄膜,然后用蒸镀法制备了相应的MSM结构BeMgZnO光电探测器,并对探测器进行了I-t、I-V、光响应测试及对比分析研究。结果表明:相较于具有单纯c面取向和m面取向的BeMgZnO光电探测器来说,具有c面/m面混合取向的BeMgZnO光电探测器的光电流和响应度较小,但是其暗电流极低,同时具有更快的响应速度。混合取向BeMgZnO光电探测器的暗电流最小0.001 n A,光电流为4.8 n A,光暗电流比最大为4800,快速上升时间为0.28 s,快速下降时间仅为0.015 s,光响应度在300 nm处达到最大值0.09 A/W。混合取向薄膜光电探测器优良的光电探测性能可归结为多晶界面缺陷:界面缺陷限制暗态下载流子的输运,降低了暗电流;并且,界面缺陷提供了复合中心,加速了光生载流子的复合,提高了混合取向BeMgZnO光电探测器的响应速度。