ZnO基薄膜的生長(zhǎng)及其紫外光敏電阻器的研制.pdf

1、紫外光敏電阻器在光譜分析、火焰檢測(cè)、臭氧檢測(cè)、導(dǎo)彈預(yù)警、外太空技術(shù)和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景，尤其是日盲光敏電阻器可以不受太陽(yáng)光的干擾，具有較高的準(zhǔn)確度。但是目前紫外光敏電阻器的暗光電阻比還不是很高，而且還沒(méi)有日盲光敏電阻器的相關(guān)報(bào)道。本文主要是針對(duì)高暗光電阻比ZnO基光敏電阻器和MgZnO基日盲光敏電阻器做了系統(tǒng)性的研究，內(nèi)容分如下幾個(gè)部分：
　　1.制備了高暗光電阻比的ZnO基紫外光敏電阻器。用rf-MBE在c面藍(lán)寶石

2、襯底上生長(zhǎng)了ZnO薄膜，研究了MgO緩沖層對(duì)于薄膜結(jié)構(gòu)、光學(xué)和電學(xué)性能的影響，在此基礎(chǔ)上制作了ZnO基紫外光敏電阻器。結(jié)果表明，MgO緩沖層可以極大地調(diào)節(jié)晶格失配，改善薄膜結(jié)構(gòu)和光學(xué)、電學(xué)性能。紫外光敏電阻器的暗光電阻比高達(dá)2.3×105，在波長(zhǎng)小于360 nm的范圍內(nèi)，響應(yīng)度超過(guò)1Ω-1·W-1。
　　2.用rf-MBE在r面藍(lán)寶石襯底低溫ZnO緩沖層上生長(zhǎng)出了非極性高質(zhì)量的α面ZnO薄膜。研究了襯底溫度和緩沖層厚度對(duì)于薄膜質(zhì)量

3、的影響，并對(duì)α面ZnO薄膜的晶格振動(dòng)和發(fā)光機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。結(jié)果表明：通過(guò)調(diào)節(jié)外延生長(zhǎng)溫度(630℃)和適當(dāng)厚度(5 nm)的LT-ZnO緩沖層，ZnO薄膜質(zhì)量得以顯著提高。
　　3.制作了低Mg組份的極性和非極性MgZnO紫外光敏電阻器。用rf-MBE在c面和r面藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)了低Mg組份c面和α面MgZnO合金薄膜，制備了MgZnO紫外光敏電阻器。c面MgZnO紫外光敏電阻器的暗光電阻比高達(dá)105，波長(zhǎng)小于310nm范圍

4、內(nèi)響應(yīng)度大于0.3Ω-1·w-1；α面MgZnO紫外光敏電阻器的暗光電阻比為三個(gè)數(shù)量級(jí)，336 nm處響應(yīng)度最大，為1.4×10-3Ω-1·W-1。
　　4.提出并實(shí)現(xiàn)了高性能的MgZnO日盲紫外光敏電阻器。用rf-MBE在r面藍(lán)寶石襯底上采用雙Mg組份漸進(jìn)的低Mg組份MgZnO緩沖層，生長(zhǎng)了單相纖鋅礦非極性α面Mg0.48Zn0.52O薄膜，并制備了日盲光敏電阻器。日盲光敏電阻器的響應(yīng)度超過(guò)7.5×104Ω-1·W-1，暗光電阻