【摘 要】
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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(26me
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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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