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金刚石和氧化锌在电学、热学、声学等方面的独特性能，为ZnO/金刚石异质结结构提供了潜在的应用前景，特别是在军事及民用领域的紫外光探测器、通信领域的声表面波(SAW)器件等方面的应用日益得到人们的广泛关注。本论文重点对ZnO/金刚石异质结结构中各层薄膜的制备与性能进行了研究，并优化工艺条件制备了ZnO/金刚石多层结构的紫外光探测器。
论文利用热丝辅助化学气相沉积(HFCVD)技术在硅衬底上生长出厚度约为150μm的金刚石薄膜，通过化学腐蚀方法获得自支撑金刚石衬底。扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)测试结果显示自支撑金刚石成核面较生长面更平整，其平均粗糙度为5.1nm。对薄膜进行退火处理，并利用拉曼光谱仪、半导体特性测试系统和阻抗分析仪对比了退火前后薄膜的质量和电学特性，证实退火处理对改善薄膜性能具有积极作用。
使用直流磁控溅射法在自支撑金刚石膜的成核面上沉积ZnO薄膜。采用X射线衍射(XRD)技术分析了溅射功率、工作气压和氩氧比对ZnO薄膜结构的影响。实验表明，沉积条件为：溅射功率200W，工作气压0.5Pa，氩氧比1:1时得到了具有高度c轴取向和较好结晶质量的ZnO薄膜。然后在ZnO和金刚石薄膜之间引入一层ZnO缓冲层，改善衬底和薄膜之间由于晶格失配造成的薄膜质量下降。对比了有无缓冲层的ZnO薄膜的X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)及拉曼光谱(Raman)测试结果，证实ZnO同质缓冲层的引入有利于ZnO薄膜的c轴取向程度的提高，增大了ZnO晶粒尺寸，改善了在自支撑金刚石薄膜成核面上ZnO薄膜的质量。
采用溅射的方法在ZnO/金刚石结构的ZnO表面制备圆形金电极，形成紫外光探测器。对比有无缓冲层条件下的紫外光探测器性能，发现缓冲层的存在，减小了探测器的暗电流，增大了光电流，缩短了光电流达到饱和的时间，改善了探测器的性能。