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单斜结构β-Ga2O3是一种具有较高的热稳定性和化学稳定性的三价氧化物半导体材料,禁带宽度约4.9eV,在高温气体传感器和透明光电器件方面具有广阔的应用前景。为了实现β-Ga2O3基纳米光电器件,n型和p型β-Ga2O3纳米材料的获得是必不可少的。通常情况下,由于存在与本征杂质和缺陷相关的施主能级,未掺杂的β-Ga2O3呈现n型导电特性,而p型掺杂却很困难,对β-Ga2O3基半导体光电器件的制备造成巨大的障碍。本文针对目前p型β-Ga2O3纳米线制备难等问题,采用化学气相沉积(CVD)方法,成功制备出了Zn掺杂的β-Ga2O3纳米线,并研究了不同Zn掺杂量和氧气量对β-Ga2O3表面形貌、晶体结构和光学特性的影响。在此基础上还制各出了p型β-Ga2O3纳米线/n型β-Ga2O3薄膜的同质p-n结,并对其电学特性进行了研究。取得的主要研究成果如下: (1)采用CVD方法,在不同氧气量条件下,在蓝宝石衬底上制备出了不同形貌的Zn掺杂β-Ga2O3纳米结构。研究发现氧气量对Zn掺杂β-Ga2O3的表面形貌有很大的影响。当氧气量为1 sccm时,样品表面是由一些颗粒和纳米线的团簇所构成,线的产量少,分布稀疏;当氧气量为2sccm时,样品表面是由分布十分密集的纳米线组成,且单根线的表面也比较光滑,没有颗粒附着,其直径大约在50nm左右,长度可达数十微米。随着氧气量的不断增加,发现纳米线的分布更加密集,并且线变得弯曲且长度变短,并有大量的颗粒团簇附着其上。当氧气量增加到8sccm时,样品的表面变成了由大块晶体组成的致密膜状结构。此外,在光致发光谱中观测到了来自氧空位(Vo)、镓空位(VGa)和镓氧空位对(VG a-Vo)的缺陷发光。 (2)采用CVD方法,使用金作为催化剂的条件下,在蓝宝石衬底上生长出不同Zn掺杂量的β-Ga2O3纳米线。场发射扫描电子显微镜观察到,当Zn的掺杂含量为1.3%时,具有均一尺寸、高密度分布的超长β-Ga2O3纳米线被成功制备,且单根纳米线的直径和长度约为50nm和数十微米。X射线衍射测试(XRD)结果显示,随着Zn含量的增加,样品(202)衍射峰的位置逐渐向小角度方向发生移动,这主要是由于通过Zn掺杂,使Zn2+进入晶格并替代了Ga的位置所引起。此外,在蓝宝石衬底上先用MOCVD设备生长一层较高质量的n型β-Ga2O3薄膜,然后在镀有金膜的n型β-Ga2O3薄膜上面利用CVD方法生长Zn掺杂β-Ga2O3纳米线,从而制备出了p型β-Ga2O3纳米线/n型β-Ga2O3薄膜结构的同质p-n结。通过测试表明该器件具有良好的整流特性,正向开启电压约为4.8V,这个结果也进一步证实了Zn掺杂β-Ga2O3纳米线具有p型导电特性。