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试谈薄膜(Li,N)共掺p-ZnO薄膜:制备、性能及p-n结中专

最后更新时间:2023-12-27 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:5325 浏览:11711
论文导读:性论文本论文由www.7ctime.com,需要可从关系人员哦。摘要3-5Abstract5-9第一章绪论9-311.1ZnO的基本性质9-101.2ZnO薄膜的制备办法及测试技术10-241.2.1脉冲激光沉积(PLD)11-121.2.2原子层沉积(ALD)12-131.2.3磁控溅射13-151.2.4溶胶-凝胶(Sol-Gel)
摘要:ZnO是Ⅱ-Ⅵ族宽禁带直接带隙半导体材料,激子束缚能为60meV,可从在室温产生的激子重组。尽管ZnO的探讨可从追溯到几十年前,但是新的探讨方向主要集中在如何获得高质量的基板和p型掺杂从及稀磁特性等方面。要实现ZnO在器件上的运用,一个急需解决的不足便是p型导电不足。最近关于p型ZnO探讨开展了很多工作,但是仍然很难获得稳定的p型掺杂。基于这个背景,本论文针对ZnO的p型掺杂开展探讨,从期以实验和论述上探索可行的工艺案例,并力图解决其中的某些关键不足。本论文采取激光脉冲沉积技术在单晶Si衬底上制备Li-N双受主掺杂ZnO基薄膜,围绕薄膜的结构、电学和光学性质展开一系列的探讨。并在此基础上研制p-n结物理器件构造,主要探讨内容及结论如下:1.体系地探讨了氮气压对于形成p型(Li, N):ZnO薄膜受主态的影响。分析表明,适量的氮气有助于减少薄膜的应力,有助于提升薄膜的结晶质量,但是较高的气压使得薄膜的结晶质量变差。光致发光光谱探讨发现,氮气压的增多导致薄膜的缺陷发光峰强度增大。同时实验发现,氮离子可从调节薄膜的带隙宽度,通过对Li含量为0.05%的样品的透射分析发现,随着氮气压的增多薄膜的带隙宽度减小,产生红移现象。2.在一定的氮气压下,体系地探讨了Li含量对于薄膜的光学性能的影响。ZnO:(Li, N)薄膜有很好的(002)结晶取向,并且样品在可见光区域的透光率在80%从上。同时实验发现,Li的掺入影响薄膜的光学带隙,并且在形成Li-N双受主掺杂条件下,可从获得ZnO薄膜的p型导电。实验发现,p型受主激活主要来源于LiZn-No复合体complex),但是较高的Li含量会导致样品中的受主载流子浓度及霍尔迁移率降低。3.体系地探讨了ZnO基p-n结的制备及传输特性。Ⅰ-Ⅴ电输运测试表明,基于p型Li-N:ZnO制备出的p-n结结构,具有显著的整流特性和良好的重复性。表明Lizn-No复合体在ZnO体内,具有稳态结构。实验还发现,结的界面质量与输运特性,可从通过制约n型层和p型层的生长质量及二者的厚度比例得到制约,具有高质量的结界面是保证p-n结器件功能的重要基础。其中,激光沉积生长p型(Li,N):ZnO薄膜技术是一条可行的途径。4.探讨了p-n结的光激发机理,对于作为发光二极管的核心部件p-n结的光致发光测试表明,不同发光区的光激发机理不同。形成Lizn-No复合体有利于增强激子的近带边辐射,但是游离的Li、N在ZnO体内会增强表面或界面上深能级缺陷的形成。由此,如果要获得紫外光区的结器件,要严格制约Li、N含量,提升Lizn-No复合体的浓度,p型层不易过厚;如果需要制备可见光区的结器件,则可适当提升p型层厚度,有利于器件的深能级缺陷发射。关键词:p-(Li论文N)论文ZnO论文薄膜论文p-n结论文光致发光论文I-V特性论文
本论文由www.7ctime.com,需要可从关系人员哦。摘要3-5
Abstract5-9
第一章 绪论9-31

1.1 ZnO的基本性质9-10

1.2 ZnO薄膜的制备办法及测试技术10-24

1.2.1 脉冲激光沉积(PLD)11-12

1.2.2 原子层沉积(ALD)12-13

1.2.3 磁控溅射13-15

1.2.4 溶胶-凝胶(Sol-Gel)15-16

1.2.5 X射线衍射(XRD)16-17

1.2.6 电学测量17-19

1.2.7 扫描电镜(SEM)19-20

1.2.8 光学测量20-22

1.2.9 紫外可见分光光度计(UV-Vis spectroscopy)22-24

1.3 p型ZnO的探讨发展24-26

1.4 本文的探讨内容及作用26-27

1.5 本章小结27

参考文献27-31
第二章 不同氮气压下(Li,N):ZnO薄膜结构及性能探讨31-48

2.1 样品制备31-32

2.2 不同氮气压下的(Li,N):ZnO-0.1%实验结果及分析32-39

2.1 样品结构分析32-35

2.2 样品的形貌分析35-36

2.3 电学性能分析36-38

2.4 样品的光致发光性质分析38-39

2.3 不同氮气压下制备的(Li,N):ZnO论文导读:

-0.05%样品分析39-45

2.3.1 结构分析39-40

2.3.2 透射光谱分析40-42

2.3.3 光学性质分析42-45

2.4 本章小结45

参考文献45-48
第三章 低N条件下Li含量对ZnO薄膜结构和激子发光的影响48-59

3.1 样品制备办法48

3.2 实验结果及分析48-56

3.

2.1 样品结构分析48-49

3.

2.2 光学性能分析49-52

3.

2.3 发光的物理历程分析52-54

3.

2.4 样品电学性质检测54-55

3.

2.5 Li-N共掺杂机理研究55-56

3.3 本章小结56-57
参考文献57-59
第四章 ZnO同质p-n结的制备及探讨59-77

4.1 金属-半导体接触类型59-63

4.

1.1 欧姆接触61-62

4.

1.2 肖特基接触62-63

4.2 p-n结原理63-64

4.3 实验历程64-65

4.4 实验结果及分析65-72

4.1 结构分析65-67

4.2 电极测试67-68

4.3 电学分析68-69

4.4 p-n结的光学特性69-72

4.5 本章小结72-73

参考文献73-77
第五章 总结77-79
致谢79-80
攻读博士期间发表论文状况80-81