L-MBE法制備β-Ga2O3薄膜及其摻雜和光敏特性的研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，透明導(dǎo)電氧化物薄膜在平面顯示、發(fā)光二極管、太陽能透明電極等領(lǐng)域的應(yīng)用引起了越來越多的人的關(guān)注。而具有直接帶隙的寬禁帶半導(dǎo)體Ga2O3以其較高的禁帶寬度，優(yōu)良的紫外透過性能成為繼ZnO之后的又一個研究熱點。
　　本文采用了激光分子束外延的方法在單晶的Al2O3(0001)襯底上制備了β-Ga2O3薄膜，同時從理論和實驗兩個方面對β-Ga2O3的摻雜問題進行了初步的探討，在研究薄膜的光敏特性時，制備了基于β-Ga2

2、O3的MSM結(jié)構(gòu)的紫外光電探測器，并對其性能進行了測試。論文的內(nèi)容和主要成果如下:
　　1、通過一系列實驗，得到生長優(yōu)質(zhì)取向薄膜的最優(yōu)參數(shù):襯底溫度750℃、反應(yīng)氣壓10-2Pa、靶基距4.5cm，沉積過程完畢后原位保持30min后在800℃下退火60min。
　　2、對制備的β-Ga2O3薄膜進行了表征。表征內(nèi)容包括制備過程中的RHEED的監(jiān)控來定性研究表面形貌，X射線衍射分析內(nèi)部結(jié)構(gòu)，采用紫外可見吸收譜的測量和熒光發(fā)光測

3、試來分析其光學(xué)性能等。
　　3、從理論和實驗上探究了Ni摻雜的β-Ga2O3的性能。采用第一性原理理論分析了Ni摻雜對β-Ga2O3的能帶結(jié)構(gòu)、態(tài)密度的影響。實驗制備了不同摻雜比的β-Ga2O3薄膜，研究了摻雜后薄膜的表面形態(tài)、禁帶和光學(xué)性能的變化情況，同時采用拉曼散射分析摻雜后的薄膜的晶格振動情況。
　　4、利用獲得的β-Ga2O3薄膜，成功制備了日盲紫外光電探測器原型器件，獲得了較好的日盲光敏效應(yīng)。對器件的光響應(yīng)度進行了