p型ZnMgO：In-N薄膜制备及物性探讨

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摘要：ZnO是一种具有优异特性的宽禁带半导体,室温下禁带宽度为3.36eV,激子束缚能为60meV,高于其它宽禁带半导体(如ZnSe为20meV,GaN为21meV),也远高于室温热能(26meV),具备了室温下发射蓝光或近紫外光的优越条件硕士论文格式。另外,ZnO与MgO形成ZnMgO合金薄膜,随Mg含量不同可以调节ZnMgO合金半导体薄膜的禁带宽度,应用在紫外波段光电器件中可以提高发光效率,制得的半导体激光器覆盖到蓝光到紫外光的区域本科论文。因此,ZnMgO的研究具有极其的研究和应用价值硕士毕业论文。ZnMgO应用于ZnO/ZnMgO异质结、短波发光二极管等光电器件的关键是高质量的、稳定的p型ZnMgO薄膜论文结论范文。但是ZnO中受主元素固溶度偏低、自补偿作用很高,导致实现稳定、可的p型ZnO薄膜很难本科毕业论文结论。理论对ZnO薄膜施主-受主共掺杂可以降低体系的Madelung能,提高N的固溶度毕业论文评语。并且Mg的掺入不仅能调节薄膜带宽,还能实现更浅的受主能级。基于上述两个,In-N共掺ZnMgO薄膜的方法,的热处理,成功制备出性能良好的p型ZnMgO薄膜毕业生论文。研究了Mg浓度对ZnMgO薄膜光电性质的影响,利用射频磁控溅射法在石英玻璃衬底上制备了不同掺杂浓度的Zn_(1-x)Mg_xO(0≤x≤0.09)薄膜,借助X射线衍射(XRD)、透射谱测试、霍耳测试等手段对ZnO薄膜的结构及光电性质了研究。实验结果,所制备的薄膜均具有c轴择优取向,Mg浓度的增大,(002)峰向大角度方向移动,在整个可见区有较高的透射率(≥80%),且光吸收边蓝移。考虑导带上移引起施主缺陷离化能的增大,给出了载流子浓度随Mg掺杂含量不同的变化关系,计算结果与实验较好。此后,含有ZnO、MgO和In_2O_3的陶瓷靶为靶材制备较高结晶质量的In:ZnMgO薄膜,并N离子注入实现In-N共掺杂ZnMgO薄膜。在N2气氛中退火,薄膜在575℃退火25min、27min实现p型转变,空穴浓度可达1017-1018cm-3大专毕业论文范文。给出了本实验条件下ZnMgO薄膜p型转变随退火温度和退火时间变化的分布图。XRD薄膜具有良好的晶体质量,观察到其它杂质相的生成。X光电子能谱(XPS)分析在p型ZnO薄膜里存在N-Zn、N-In键和Mg-O键,且薄膜的p型导电与复合体(InZn+2NO)的存在密切关系。关键词：射频磁控溅射论文p型ZnMgO论文离子注入论文N-In共掺杂论文退火论文
摘要5-7
ABSTRACT7-11
1 研究背景和11-24

1.1 引言11

1.2 ZnO 结构和性能11-12

1.3 ZnMgO 薄膜及其p 型掺杂研究进展12-21

1.4 的立题依据、研究内容及创新点21-24

2 实验设备及性能表征24-35

2.1 射频磁控溅射的原理24-25

2.2 薄膜的制备流程25-28

2.3 薄膜的性能评价28-33

2.4 小结33-35

3 离子注入及退火35-40

3.1 离子注入的原理35-38

3.2 退火(热处理)38-39

3.3 小结39-40

4 Mg 浓度对 Zn_(1-x）Mg_xO 薄膜性能的影响40-45

4.1 Zn_(1-x）Mg_xO 薄膜的XRD 分析40-41

4.2 Zn_(1-x）Mg_xO 薄膜的光学特性41-43

4.3 Zn_(1-x）Mg_xO 薄膜的电学特性43-44

4.4 小结44-45

5 In-N 共掺p 型 ZnMgO 薄膜的特性研究45-55

5.1 p 型ZnMgO:In-N 薄膜转变分布情况45-46

5.2 ZnMgO:In-N 薄膜的电学特性46-47

5.3 ZnMgO:In-N 薄膜的XRD 分析47-48

5.4 ZnMgO:In-N 薄膜的元素化学态分析48-52

5.5 p 型ZnMgO:In-N 薄膜的稳定性52-54

5.6 小结54-55

6 与展望55-57

6.1 主要55-56

6.2 后续工作与展望56-57

参考文献57-62
附录:攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况62-63
致谢63