【摘 要】
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ZnO是一种直接宽带隙化合物半导体材料,室温下禁带宽度约为3.37eV,激子束缚能(60meV)。近年来,ZnO纳米材料受到广泛关注,在紫外光发射、场效应管透明传导方面具有广阔的应用
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ZnO是一种直接宽带隙化合物半导体材料,室温下禁带宽度约为3.37eV,激子束缚能(60meV)。近年来,ZnO纳米材料受到广泛关注,在紫外光发射、场效应管透明传导方面具有广阔的应用前景,此外还可应用于光电探测器,电机械耦合传感器、变频器和生物机械。因此,制备高质量的ZnO肖特基结具有重要的意义。本论文利用磁控溅射技术在SiO2基片上制备ITO薄膜作为导电阴极,依次采用反应磁控溅射技术、旋转涂膜方法和真空蒸发方法制备ZnO薄膜,PEDOT-PSS薄膜和Au膜,完成Au/PEDOT-PSS/ZnO/ITO/SiO2肖特基结制备。分为以下几个部分:(1)采用射频反应磁控溅射技术,在玻璃和石英衬底上制备了ZnO薄膜,XRD研究了不同氧分压对ZnO薄膜结构的影响。XRD结果表明,当生长温度为200℃,生长气氛为氩气和氧气:Ar:O2=20:10,工作气压为0.5Pa,溅射功率为95W时,ZnO薄膜具有最小的(002)衍射峰半宽和(002)择优取向。(2)ZnO薄膜样品置于不同温度下退火,用X射线衍射仪(XRD)研究了退火对ZnO纳米结构的影响。AFM和XRD结果显示:在850℃退火后的ZnO薄膜纳米结构晶格质量较好,此方法制备出的ZnO薄膜具有较好结构特性和较高的光学质量,为进一步实现ZnO薄膜器件提供了一种可行方法。(3)采用旋转涂膜的方法,在玻璃衬底上制备了PEDOT-PSS薄膜,用四探针测电阻的方法测量了薄膜的电阻率。研究结果表明:随温旋转速度的升高,薄膜的厚度降低,薄膜的均匀性更好,薄膜的电阻率没有明显变化。(4)在ZnO薄膜上旋涂PEDOT-PSS薄膜,形成肖特基结,测试了I-V曲线,分析了退火对肖特基结特性的影响,结果显示:ZnO经过850℃氧气退火处理使得肖特基结光电特性得到很大提高,肖特基结的反向饱和电流Is从未退火处理时的1.36×10-6A减小到8.48×10-8A,理想因子n从未退火处理时的1.93减小到1.16,肖特基势垒高度φb从未退火处理时的0.72eV增大到0.79eV。
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