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与传统半导体材料相比,宽禁带半导体材料拥有更加优秀的高温和高频性能,目前已被广泛应用于集成电路、发光二极管、激光器、太阳能电池和光电探测器等领域。随着材料制备、结构控制和性能开发研究的进一步深入,宽禁带半导体材料将在人们的生产和生活中发挥越来越重要的作用。本论文中,我们制备了几种不同形貌的ZnO、ZnS和GaN宽禁带半导体材料,并详细地研究了它们的成分、晶体结构、光电性质和热传导性能。具体研究内容如下: 1、首次利用CVD方法实现了三维ZnO单晶纳米管阵列的可控制备,分析了纳米管的生长机理,并通过热蒸发ZnS粉末和CdS粉末对ZnO纳米管进行了表面修饰。研究表明:ZnS、CdS壳层与ZnO核层具有明显的外延取向关系,即[0001]ZnS or CdS//[0001]ZnO,(10-10)ZnS or CdS//(10-10)ZnO。此外,我们还研究了外延包覆层对ZnO纳米管光学性质的调控作用。 2、通过简单的热蒸发方法,在云母片和ZnO单晶片衬底上外延生长了整齐排列的二维超薄ZnS纳米片。我们对ZnS纳米片的表面形貌、晶体结构进行了细致的分析,发现纳米片的厚度和边长分别为4nm和500 nm左右,然后我们分析了ZnO/ZnS复合结构的荧光性能,同时制作了ZnO/ZnS紫外光电探测器,研究了它的光电性能。 3、以ZnO单晶片为衬底,首次外延生长了宏观大面积的ZnS多型薄膜。结构分析表明,薄膜由纤锌矿结构(WZ)和闪锌矿结构(ZB)的混合相组成,两相与ZnO衬底具有外延取向关系:[2-1-10] ZnOWZ//[2-1-10] ZnSWZ//[10-1] ZnSZBand(0001) ZnOWZ//(0001) ZnSWZ//(111) ZnSZB。我们然后通过几何相位分析方法研究了ZnO/ZnS异质结界面处的应力分布和位错分布情况。最后,利用醋酸溶解掉ZnO衬底,首次得到了自由无支撑的大面积ZnS薄膜。 此外,利用电化学方法制备了独特的多孔状的GaN材料,研究了MOCVD方法生长GaN过程中Mg渐变掺杂对电化学刻蚀厚度的影响。然后分别使用稳态比较法和3ω方法测量了多孔GaN的热导率,分析了测量结果,总结了渐变掺杂厚度、阳极偏置电压对GaN热导率的影响,并探讨了增强多孔GaN导热能力的方法和手段。