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ZnO,禁带宽度为3.37eV的直接宽带隙的Ⅱ-Ⅵ半导体材料,激子束缚能为60meV,高于室温的离化能26meV,使其成为可以在高温条件下紫外发光的材料,同时可以实现室温下的更高效率的受激发射。因此,是继GaN之后的又一有潜在应用前景的宽禁带隙半导体材料。 本论文的主要目的研究金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法和化学气相传输法(CVT)在蓝宝石和Si衬底上得到的ZnO膜的结构,取向,缺陷及光学性质。在蓝宝石衬底上得到的MOCVD生长的不同条件的ZnO膜的晶体取向,光学性质存在较大的差异。在ZnO薄膜和蓝宝石衬底之间存在两种外延取向关系,即ZnO(002)/Al2O3(006),ZnO[100]/AL2O3(110)和ZnO(002)/Al2O3(006),ZnO[110]/Al2O3[110],其中前一种为优势取向,这种方式生长二者之间的晶格失配为18.3%,而后者的晶格失配则为31.8%。在可见光区是透明的,透光率能达到80%以上,室温光致发光谱在紫外区有自由激子复合的紫外发光(近带边发射)和杂质缺陷形成的蓝绿光(深能级)发射。膜的厚度和衬底温度对外延取向关系、近带边发射及深能级发射有很大的影响。二维薄层和三维结构表明二维层的厚度大于10nm。化学气相传输法(CVT)在Au或者Cu催化的Si衬底上可以得到不同形貌的ZnO薄膜,其中催化剂的厚度及反应温度对得到的ZnO薄膜的结构缺陷,光学性质及表面形貌都有很大的影响。