六棱管狀ZnO薄膜的電學(xué)特性研究.pdf

1、ZnO是一種重要的寬禁帶半導(dǎo)體材料，具有優(yōu)異的光學(xué)、光電和電子輸運(yùn)等性質(zhì)，在發(fā)光器件、激光器、壓電傳感器、氣敏傳感器、光電導(dǎo)、光波導(dǎo)、透明導(dǎo)電薄膜、表面及體聲學(xué)波器件以及聲光器件等方面有廣泛的應(yīng)用。而對(duì)ZnO中缺陷行為及其摻雜材料的載流子輸運(yùn)特性的研究將關(guān)系到實(shí)用型器件的實(shí)現(xiàn)，是今后研究的一個(gè)熱點(diǎn)。本文對(duì)以水熱法制備的六棱管狀ZnO薄膜中的電子濃度分布特性以及它的一些基本電學(xué)特性進(jìn)行了研究，其結(jié)論對(duì)進(jìn)一步研究這種ZnO薄膜的電學(xué)和光學(xué)性

2、質(zhì)有一定的參考價(jià)值。
　　我們首先對(duì)這種ZnO薄膜進(jìn)行了高頻C-V測(cè)量，發(fā)現(xiàn)其中可能存在有導(dǎo)帶能級(jí)的變化，并利用一個(gè)等效勢(shì)阱模型對(duì)薄膜的C-V特性進(jìn)行了理論描述和公式推導(dǎo)。通過(guò)模擬，得到了和實(shí)驗(yàn)曲線比較吻合的理論C-V曲線，驗(yàn)證了模型的合理性。然后從實(shí)驗(yàn)C-V曲線中提取了ZnO薄膜中的載流子濃度分布曲線，觀察到ZnO中缺陷分布比較均勻，但是由于勢(shì)阱的限制作用在一定區(qū)域形成了電子的積累。
　　接著，基于建立的等效勢(shì)阱模型，采用

3、自恰求解泊松方程和薛定諤方程(SCPS)的方法對(duì)勢(shì)阱中的二維電子氣濃度分布進(jìn)行了計(jì)算。在求解的過(guò)程中，使用了有限差分法離散薛定諤方程和泊松方程，并在Matlab平臺(tái)上編寫(xiě)了程序以實(shí)現(xiàn)自恰計(jì)算。雖然最后得到的電子濃度分布與由C-V法得到的結(jié)果有所差異，但是兩種方法得到的電荷密度基本一致，進(jìn)一步間接地證明我們所建立的模型是較為合理的。此外，還計(jì)算發(fā)現(xiàn)等效勢(shì)阱參數(shù)的變化對(duì)其中電子濃度分布及能級(jí)分裂有著不同程度的影響。
　　最后，我們對(duì)Z