宽禁带半导体ZnO材料的调研开题报告

《宽禁带半导体ZnO材料的调研开题报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、山东建筑大学毕业论文开题报告表班级：姓名：论文题目宽禁带半导体ZnO的调研一、选题背景和意义ZnO是一种新型的II・VI族宽禁带半导体材料，具有优异的晶格、光电、压屯和介电特性，和III・V族氮化物及II-VI族硒化物比具有很多潜在的优点。首先，它是一种直接带隙宽禁带半导体，室温下的禁带宽度为3.37eV,与GaN(3.4eV)ffi近，而它的激子结合能(6()meV)却比GaN(21meV)高出许多，因此产生室温短波长发光的条件更加优越；而且ZnO薄膜可以在低于500°C温度下获得，不仅可以减少材料在高温西制备时产生的杂质和缺陷，同时也大大简化了制备工艺；同时ZnO来源

2、丰富，价格低廉，又具有很高的热稳定性和化学稳定性。ZnO在UV、蓝光LED和LDS器件等研究方面被认为是最有希望取代GaN的首选材料，ZnO已经成为国内外半导休材料领域一个新的研究热点。国内外有很多科研团队都在进行ZnO的研究.虽然ZnO暂时不能完全取代si在电子产业中的基础地位，但是ZnO以其特殊的性质成为Si电路的补充。国内外对丁ZnO的研究一直是近几年半导体材料研究的热点。无论是薄膜ZnO、纳米ZnO或是体单晶ZnO,文献很好地总结了2003年2前的国外ZnO晶休的研究与发展状况。随着高质量、大尺寸单晶ZnO生产已经成为可能，单晶ZnO通过加工可以作为GaN衬底材料

3、。ZnO与GaN的晶体结构、晶格常量都很相似。晶格失配度只有2.2%(沿〈001〉方向)、热膨胀系数差异小，可以解决目前GaN生长困难的难题。GaN作为目前主耍的蓝、紫外发光半导体材料,在DVD播放器中有重要的应用。由于世界上能生产ZnO单晶的国家不多，主要是美国、H本。所以ZnO单晶生产具有巨大的市场潜力。近年来，材料制备技术的突破，纳米ZnO半导体的制备、性能及其应用成为材料学的一个研究热点。本文介绍了ZnO薄膜具有的许多优异特性，优良的压电性、气敏性、压敏性和湿敏性，且原料廉价易得。这些特点使其在表面声波器件(SAW)、太阳能电池、气敏元件等领域得到广泛的应用。随着

4、对ZnO紫外受激发射特性的研究和P型掺杂的实现，ZnO作为光电材料在紫外探测器、LED、LD等领域也有着巨大的应用潜力。另外本文还介绍了纳米氧化锌的许多优点和在许多方面的应用。目前，我国各类氧化锌处于供不应求的状况，而以活性氧化锌和纳米氧化锌取代传统氧化锌是不可阻挡的趋势，可见，今后纳米氧化锌必会有非常广阔的市场前景。二、课题关键问题及难点要深入研究该方面的知识，就要涉猎很多方面的知识。作为木科学生，如何在现有知识的基础上，阅读并理解有关书目、文献，总结归纳相关理论和研究方法，是木课题首先要解决的关键问题。首先，要了解氧化锌作为宽禁带半导体的特性，然后再细致的查找氧化锌薄

5、膜的诸多性质和这些性质在哪些方面的应用。同时要寻找纳米氧化锌材料与普通氧化锌材料相比有哪些优点、在发展小存在的问题和以后的研究方向。查询相关资料并阅读和理解之后，合理的安排介绍氧化锌作为宽禁带半导体材料的性质和应用。三、文献综述当前，电子器件的使用条件越来越恶劣，要适应高频、大功率、耐高温、抗辐照等特殊环境。为了满足未来电子器件需求，必须采用新的材料，以便最大限度地提高电子元器件的内在性能。近年来，新发展起來了第三代半导体材料——宽禁带半导体材料，该类材料具有热导率高、电子饱和速度高、击穿电压高、介电常数低等特点，这就从理论上保证了其较宽的适用范围。ZnO是一种新型的II

6、・VI族宽禁带半导体材料，具有优异的晶格、光电、压电和介电特性，和III-V族氮化物及II-VI族硒化物比具有很多潜在的优点。ZnO晶体具有四种晶体结构，闪锌矿结构；纤锌矿结构；NaCl结构；CsCl结构。ZnO品体随着环境条件的改变形成不同结构的品体。ZnO品体中的化学键既有离了键的成分，乂有共价键的成分，两种成分的含量菲不多，因而使得ZnO晶体中的化学键没有离子晶体那么强，导致其在一定的外界条件下更容易发生晶体结构上的改变。ZnO的紫外受激发射性质与应用ZnO是一种理想的短波长发光器件材料。能以带间直接跃迁的方式获得高效率的辐射复合。ZnO薄膜还具有较低的激射阈值，这

7、主要是由于ZnO很高的激子束缚能（室温下为60meV）可以大大降低低温下的激射阈值，而且在室温下适当的激发强度，ZnO激子间的复合可取代电子■空穴对的复合，因而可预期一个低的阈值來产生受激发射。ZnO的紫外受激发射中主要是紫外光波段、蓝绿光波段的发射。ZnO紫外光发射的主耍机理是带间跃迁和激子复合。因其紫外受激发射性质主要应用有ZnO基光电探测器，紫外光、蓝光等发光器件。光电探测器是一种把光辐射信号转变为电信号的器件，其工作原理是基于光辐射与物质的相互作用所产生的光电效应。ZnO的透明导体特性与应用ZnO的光学透明性是rfl宽