PLD制備的ZnO-SiC-Si薄膜的光電特性及Mn摻雜ZnO薄膜的結(jié)構(gòu)和磁性研究.pdf

1、ZnO半導(dǎo)體材料因其在光電子和自旋電子器件等方面的巨大應(yīng)用潛力，已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注。 本論文利用PLD(Pulsed Laser Deposition)技術(shù)在覆蓋有SiC緩沖層的Si襯底上制備出ZnO薄膜，利用一些常規(guī)測(cè)試方法和同步輻射實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究了SiC緩沖層對(duì)制備的ZnO薄膜結(jié)構(gòu)、光學(xué)和電學(xué)性能的影響，另外，對(duì)PLD制備的Mn摻雜ZnO薄膜的結(jié)構(gòu)和磁性也進(jìn)行了初步探討。主要的研究工作如下： 1.利用PLD方法制

2、備了ZnO/Si(111)和ZnO/SiC/Si(111)薄膜，并結(jié)合微電子技術(shù)制備成紫外探測(cè)器。利用常規(guī)X射線衍射(XRD)技術(shù)、同步輻射掠入射X射線衍射(SRGID)技術(shù)、光致發(fā)光(PL)譜、Ⅰ-Ⅴ和光電響應(yīng)測(cè)試手段，分析了SiC緩沖層對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)、發(fā)光和電學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，SiC緩沖層提高了ZnO薄膜的結(jié)晶質(zhì)量，增強(qiáng)了其紫外發(fā)光峰的強(qiáng)度，并使得n-ZnO/p-Si異質(zhì)結(jié)的整流效應(yīng)和對(duì)紫外光的響應(yīng)明顯增強(qiáng)。SiC緩沖層一方面可

3、以緩解ZnO和Si襯底之間由于大的晶格失配和熱失配而導(dǎo)致的應(yīng)力：另一方面，它還可以飽和Si襯底部分懸掛鍵，減少界面態(tài)，從而提高薄膜的結(jié)晶質(zhì)量和器件的性能。 另外，我們還討論了不同厚度SiC緩沖層對(duì)ZnO薄膜結(jié)構(gòu)、發(fā)光和電學(xué)性質(zhì)的影響。結(jié)果表明緩沖層厚度為38nm時(shí)，樣品的性能較好。 2.采用PLD方法在Si(111)襯底上制備出Zn<,0.95>Mn<0.05>O薄膜。利用XRD和X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)譜(XAFS)技術(shù)進(jìn)行