MOCVD法可控生長磷摻雜ZnO量子點及其性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、ZnO是一種直接寬帶隙化合物半導(dǎo)體材料,室溫下的禁帶寬度為3.37 eV,激子束縛能高達(dá)60 meV,是一種很有前途的光電子器件材料。ZnO量子點作為新型的半導(dǎo)體量子點材料具有特殊的光電學(xué)性能,由于其明顯的量子尺寸效應(yīng),在藍(lán)紫光器件和電子器件上展示出誘人的應(yīng)用前景,如量子點激光器,單電子隧穿器件。因此,對ZnO量子點的研究是非常有意義的工作,成為前沿課題而越來越受到人們的重視。 要想最終做成器件,需要分布均勻,密度、尺寸能按意愿

2、控制的ZnO量子點材料,并且能夠通過摻雜等手段調(diào)節(jié)量子點的性能,因此提高QDs的尺寸分布均勻度、改善量子點的電學(xué)性能成為重要的研究方向。研究的磷摻雜調(diào)節(jié)ZnO量子點的電學(xué)性能對量子點器件的實際應(yīng)用具有重要意義。 本文系統(tǒng)地概述了量子點的基本特征,總結(jié)了ZnO量子點的制備技術(shù)和生長機(jī)理,并概括了量子點的基本性能、摻雜現(xiàn)狀及應(yīng)用前景。采用MOCVD設(shè)備在Si(100)襯底上制備出了ZnO及ZnO:P量子點,研究了ZnO量子點的生長機(jī)

3、理和可控生長,著重于探索ZnO:P量子點的基本性能及摻雜機(jī)理分析。這對于實現(xiàn)ZnO量子點的應(yīng)用具有重要的意義,目前國際上還沒有關(guān)于ZnO:P量子點的報道。 通過多種分析測試手段和理論分析,研究內(nèi)容如下: 1.采用MOCVD方法,以Si(100)為襯底,在一定條件下生長出高質(zhì)量的ZnO量子點材料。XRD顯示ZnO量子點具有(002)衍射峰,并且TEM圖可以看出ZnO量子點具有很好的原子排列。ZnO量子點的光致發(fā)光譜峰相對于

4、ZnO薄膜藍(lán)移了3.7 nm,顯示出量子約束效應(yīng)。 2.研究了利用MOCVD在不同生長條件控制ZnO量子點的尺寸和密度及均勻性。具體分析了最佳襯底溫度460℃下,生長時間對ZnO量子點尺寸及密度的影響。 3.通過對不同尺寸ZnO量子點的PL譜分析,發(fā)現(xiàn)量子點的尺寸越小,PL譜峰位藍(lán)移越大,驗證了量子尺寸效應(yīng),實現(xiàn)了對ZnO量子點光學(xué)性能的控制。 4.以高純五氧化二磷粉末作為磷摻雜源,首次采用MOCVD方法在Si(

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