氧化鋅-硅納米孔柱陣列異質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)合體系的制備及光學(xué)特性研究.pdf

1、硅基ZnO復(fù)合材料是當今半導(dǎo)體光電材料領(lǐng)域的研究熱點之一.本文利用真空蒸鍍及Zn膜氧化法,在硅納米孔柱陣列襯底上生長ZnO,得到兩類具有不同結(jié)構(gòu)特征、大面積均勻的ZnO/Si-NPA異質(zhì)結(jié)構(gòu)體系,,并對其積分光吸收、光致發(fā)光特性等進行了系統(tǒng)的對比研究.主要研究內(nèi)容如下： 1.ZnO/Si-NPA異質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)合體系的制備及結(jié)構(gòu)表征采用水熱法制備出具有微納三重結(jié)構(gòu)的硅納米孔柱陣列,以其為襯底,利用真空蒸鍍技術(shù)生長金屬Zn膜,并控制其生

2、長厚度.繼而在高溫條件下純氧氣氛中進行氧化退火,得到了兩種具有不同結(jié)構(gòu)特征的ZnO/Si-NPA異質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)合體系:(1)當Zn膜沉積量較少(～50 nm)時,ZnO較集中地生長在襯底硅柱頂端;(2)當增加Zn膜厚度到～70 nm時,ZnO以類似于"幕布"式的連續(xù)薄膜覆蓋在襯底表面。 2.ZnO/Si-NPA異質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)合體系光學(xué)特性的研究通過對.ZnO/Si-NPA復(fù)合體系光學(xué)特性的研究,發(fā)現(xiàn)樣品具有藍光、藍綠光、綠光、黃光、紫外

3、光多種發(fā)射光.且兩種不同結(jié)構(gòu)的ZnO/Si-NPA復(fù)合體系,其發(fā)光特性大不相同.柱頂選擇性生長的ZnO/Si-NPA結(jié)構(gòu),其光學(xué)特性表現(xiàn)出襯底與ZnO二者共同作用的結(jié)果.而"幕布"式生長的ZnO/Si-NPA結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性只表現(xiàn)出ZnO的光學(xué)特性,襯底Si-NPA的光學(xué)特性被完全抑制。 3.退火溫度對ZnO/Si-NPA復(fù)合體系光學(xué)特性的影響通過分析不同退火溫度對"幕布"式結(jié)構(gòu)的ZnO/Si-NPA復(fù)合體系光學(xué)特性的影響,深入研