ZnO应用情况.ppt

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1、ZnO薄膜在光电子学中的研究与应用平板显示中心吴晓亮目录：ZnO的基本性质及能带结构ZnO的缺陷、掺杂、合金及能带工程ZnO薄膜的制备技术ZnO在显示领域的应用ZnO半导体器件ZnO的纳米结构ZnO的纳米结构应用ZnO的基本性质ZnO热力学稳定相为钎锌矿结构，宽带隙3.37eV（常温），缺乏中心对称性，对可见光透明。纤锌矿常温具有较大激子束缚能60meV，本证载流子浓度<106cm-3,电子迁移率200cm2/(V.s),空穴迁移率5~50cm2/(V.s)WurtziteZnO:spontaneouspolariza

2、tionZnO的能带结构ZnO直接带隙宽禁带3.37eV由于六方纤锌矿结构对称性较低，ZnO能带较复杂。其价带导带的能隙有O-2p,Zn-4s态决定对ZnO能带的深入研究最早是Thomas，后来Shindo和Lambrecht等人作了进一步研究之后，人们对ZnO的能带结构做了更深入的探索，为ZnO能带工程打下良好基础。Zn-4sO-2pZnO的缺陷错位与晶界ZnO薄膜中存在原生层错和扩展位错、ZnO薄膜中退火诱生的层错及晶界本征点缺陷氧空位、锌空位（绿光）、氧间隙、锌间隙、反位缺陷其中.氧空位和锌间隙之类的“缺氧”环境

3、对ZnO的P型掺杂是非常不利的。ZnO中的氢杂质氢在ZnO中作为施主，对P性掺杂不利ZnO的掺杂AZO、GZO、IZO最常见，为N型掺杂另外，掺B，掺N、P、As、Sb等V族元素，掺Mo等VI族元素，掺F等VII族元素以及La系元素的N型掺杂均有研究，我们可以从这里得到一些启发，掺杂一种或多种元素来提高薄膜性能。对于P型掺杂：掺IA族（Li、Na、K），IB族（Au、Ag、Cu），N、P、As、Sb等V族元素对ZnO中O的替换（掺杂），H辅助掺杂，施主受主共掺杂（Al-N,Ga-N,In-N）,以及双受主共掺杂。ZnO

4、的合金及能带工程能带工程主要通过合金化来实现，对于ZnO有两种途径：ZnO与等价态的MO(M=Mg,Be,Cd)混溶实现ZnMO。ZnO与锌硫族化合物ZnX(X=S,Se)混溶实现ZnOX。三元合金一般有两种晶体结构相同或相似化合物混溶得到，若两种晶体化合物禁带类型一致，则可实现禁带近似线性调制，若不一致则分段近似。化合物晶体结构晶格常数A禁带宽度eVZnO纤锌矿a=3.249,c=5.2063.2MgO岩盐4.227.9CdO岩盐4.692.7BeO纤锌矿a=2.698,c=3.3810.6ZnS纤锌矿a=3.814

5、,c=6.2573.8闪锌矿4.0463.6ZnSe纤锌矿a=0.4,c=6.542.67闪锌矿5.6672.58ZnO薄膜的制备技术关于成膜技术，PLD法与磁控溅射法是制得高质量的ZnO的较好方法但是设备复杂效率低，成本高，MOCVD成膜质量较好但成本也较高，喷雾热分解法、Sol-gel和电化学沉积法都可以实现低成本大面积成膜但是成膜质量一般工艺有待改进。ZnO在我们可能涉及领域（如显示领域）的应用发光材料宽禁带量子效应透明导电膜电极电极修饰增透膜保护膜蓝绿、蓝紫、紫外LED白光LED、OLED柔性OLED等发光器件

6、OPB，复合OPBTFTLED、OLED等薄膜太阳能电池电致发光光致发光阳极阴极增加光吸收增加光出射ZnO透明导电膜的应用电学方面的应用透明电极LCD，ELD，ECD，PHDOPB摄像元件图像传感器遮光玻璃输入画面用开关，接触式面板，触摸屏防静电膜仪表窗口电磁波屏蔽面发热膜防雾防霜玻璃：汽车，飞机挡风玻璃，相机，滑雪眼镜取暖用嵌板散热器烹调用加热器光学方面的应用红外反射膜选择投射莫节能红外反射器建筑物装饰玻璃电炉、干燥箱观察窗气敏元件太阳光聚热器ZnO半导体器件ZnO-LEDMIS结构、异质结结构、同质结结构、PIN结

7、构、多量子阱结构紫外光电探测器多为PV型，常规MSM结构紫外激光器ZnO基TFT（IGZOTFT）ZnO压电、气敏、压敏器件等PolarsurfacedominatednanostructuresofZnOZnO的纳米结构Non-polarsurfacedominatednanostructuresofZnOZnO纳米结构的实际应用染料敏化ZnO纳米线阵列太阳能电池纳米尺寸效应发光之LED、OLED纳米表面性质应用之OLED等器件电极、空穴注入层、传输层、缓冲层等ZnO在显示领域的应用举例