鈮酸鋰的載流子調(diào)控和pn結(jié).pdf

1、和集成電路相比，集成光路擁有著高速度、大容量和低損耗等特點。從集成光路的材料結(jié)構(gòu)上看，單片型集成光路是人們所期望的。在實現(xiàn)相同功能時，單片型集成光路往往比混合型集成光路占據(jù)的體積更小，而且單片型集成光路制備起來更加容易，各種器件之間更加協(xié)調(diào)穩(wěn)定。為了獲得單片型集成光路，必須要有一種多功能的光學(xué)材料，而鈮酸鋰晶體正是這樣的材料。
　　鈮酸鋰晶體具有相當(dāng)優(yōu)異的光學(xué)和電學(xué)方面的性能，集電光、聲光、熱電、壓電、光折變和非線性等效應(yīng)于一身，

2、可以制備出集成光路所需要的各種器件，如光波導(dǎo)、光開關(guān)、電光調(diào)制器、聲光調(diào)制器、熱電傳感器、壓電傳感器、光參量振蕩器、波分復(fù)用器和耦合器等等。為了制備出鈮酸鋰單片型集成光路，還缺少鈮酸鋰材料制備的激光器。
　　我們知道pn結(jié)是一個半導(dǎo)體激光器的主要工作結(jié)構(gòu)，因此，本論文的終極目標是制備出鈮酸鋰pn結(jié)，而且由于鈮酸鋰的禁帶很寬，pn結(jié)發(fā)光的波長將位于紫外波段，這會對紫外激光二極管的發(fā)展提供一個新的途徑。
　　本論文的主要工作:我

3、們以鈮酸鋰為主要材料的單片型或者是準單片型集成光路為目標。對于鈮酸鋰單片型集成光路，我們通過對鈮酸鋰載流子的調(diào)控尋找到了鈮酸鋰的p型材料，并通過各種鍍膜技術(shù)生長了鈮酸鋰的同質(zhì)pn結(jié)，pn結(jié)的I-V曲線測量顯示出了良好的整流性能?？紤]到鈮酸鋰晶體的導(dǎo)電性極差，我們又考慮了鈮酸鋰準單片型集成光路。在此集成光路中，高摻鐵鈮酸鋰晶體顯示出較好的導(dǎo)電性能，相比于不摻雜的同成分鈮酸鋰晶體，電導(dǎo)率可提高6個數(shù)量級，將高摻鐵的鈮酸鋰晶體作為n型材料用激

4、光分子束外延的方法將之生長到p型硅上，從而形成了鈮酸鋰/硅的異質(zhì)pn結(jié)，此pn結(jié)也顯示出了良好的整流性能。
　　論文內(nèi)容的安排如下:
　　第一章，介紹了鈮酸鋰晶體的發(fā)展概況、結(jié)構(gòu)特征、缺陷類型和占位、能帶特征、載流子類型，以及集成光學(xué)的發(fā)展、特點和集成光路器件，簡介了論文的主要目的和實驗安排。
　　第二章，介紹了導(dǎo)電類型檢測方法，從中選出了最適合鈮酸鋰晶體的全息法;p型鈮酸鋰的制備，最終確定了3 mol％摻鋯鈮酸鋰晶體