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(yáng)能透明電極等領(lǐng)域的應(yīng)用引起了越來(lái)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(guò)性能成為繼ZnO之后的又一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　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(shí)從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面對(duì)β-Ga2O3的摻雜問(wèn)題進(jìn)行了初步的探討，在研究薄膜的光敏特性時(shí)，制備了基于β-Ga2

2、O3的MSM結(jié)構(gòu)的紫外光電探測(cè)器，并對(duì)其性能進(jìn)行了測(cè)試。論文的內(nèi)容和主要成果如下:
　　1、通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)，得到生長(zhǎng)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(guò)程完畢后原位保持30min后在800℃下退火60min。
　　2、對(duì)制備的β-Ga2O3薄膜進(jìn)行了表征。表征內(nèi)容包括制備過(guò)程中的RHEED的監(jiān)控來(lái)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(jiàn)吸收譜的測(cè)量和熒光發(fā)光測(cè)

3、試來(lái)分析其光學(xué)性能等。
　　3、從理論和實(shí)驗(yàn)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(duì)β-Ga2O3的能帶結(jié)構(gòu)、態(tài)密度的影響。實(shí)驗(yàn)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(shí)采用拉曼散射分析摻雜后的薄膜的晶格振動(dòng)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(cè)器原型器件，獲得了較好的日盲光敏效應(yīng)。對(duì)器件的光響應(yīng)度進(jìn)行了