白光器件在照明及全彩显示等领域有巨大的应用价值,引起了人们的广泛关注。本课题根据多孔硅(Porous Si,PS)和ZnO光致发光谱的特征,拟采用多层膜发光的形式实现白光发射。在多孔硅上沉积ZnO薄膜,详细研究了ZnO/PS复合体系的结构形貌及光学和电学性质。 采用阳极氧化方法,通过调节氧化电流密度和腐蚀时间,制备出不同孔隙率的多孔硅衬底,然后用脉冲激光沉积的方法生长ZnO薄膜。X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测量表明,在孔隙率较大的多孔硅上生长的ZnO薄膜为非晶结构,并且ZnO薄膜的表面有许多裂缝和空洞。从样品的截面SEM图看到,ZnO可以进入多孔硅孔中,这些ZnO的“钉子”增强了ZnO和衬底间的附着性。 多孔硅的制备电流密度、ZnO薄膜的生长温度和激发波长都会影响ZnO/PS复合体系的光致发光谱。多孔硅粗糙的表面结构虽然不利于高质量的ZnO薄膜的生长,却能增强ZnO薄膜的深能级发光,复合体系在适当波长的光激发下,呈现白光发射。 对ZnO/PS异质结的Ⅰ-Ⅴ特性曲线的测量表明,异质结呈现出与普通二极管不同的整流特性,其反向电流不饱和。通过对特性曲线的拟合,提出了基于载流子隧道效应的能带模型。