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ZnO是一种具有纤锌矿结构的宽禁带化合物半导体材料,室温下的禁带宽度为3.37eV,激子束缚能高达60meV。与ZnSe、ZnS和GaN相比,ZnO更适合于在室温或更高温度下实现高功率的激光发射,是一种很有前途的紫外光电子器件材料。近年来,用各种方法制成了半导体量子点材料,它们在光电器件方面展示出诱人的前景,引起人们广泛的兴趣。ZnO作为宽禁带半导体量子点材料具有一些特殊的光电学性能,是其它量子点材料或ZnO体材料和薄膜材料所不具有的。因此,ZnO量子点的制备是非常有意义的工作,作为ZnO材料研究的前沿课题也越来越受到人们的重视。 本文系统地概述了ZnO量子点的基本理论,总结了国内外关于其光电学性能和制备技术的研究现状。在此基础上,利用实验室的MOCVD设备,对Sj(111)衬底上ZnO量子点的生长进行了研究和探索,着重在于研究不同生长条件对ZnO量子点的密度,尺寸的影响及变化规律。通过多种分析测试手段和理论分析,取得了突破性的成果: 1.采用MOCVD设备,成功地生长出了ZnO量子点,颗粒平均大小为10nm左右。并且重复性好,为系统地研究其基本性能打下基础。 2.能够观察到ZnO量子点光致发光光谱(PL)的蓝移,即说明具有量子限制效应。并且通过XRD看到所长ZnO量子点具有(002)衍射峰,即量子点是垂直衬底生长,具有良好的C轴取向。 3.系统地研究了ZnO量子点的形貌随衬底温度和生长时间的变化规律。当生长时间不变,随衬底温度增加,密度变小,尺寸不均匀性变大。当衬底温度不变,生长时间增加,ZnO量子点密度变大,尺寸变化较慢,分布均匀性好。 4.分析了Zn源和O2源流量变化,Zn源气流方向改变以及用N2O或NO代替O2作为氧源时,ZnO量子点的尺寸、密度的变化规律。 5.另外,相比普通MOCVD,等离子增强MOCVD能制备出质量更好的ZnO量子点。