NiOZnO基半导体异质结及MgNiO固溶体薄膜的制备与性能研究.pdf

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1、丛iQ丝塾Q基圭昱体是厦箜区丛g盟iQ固渣篮蒸鏖鲍剑釜鱼!眭鱼邑盈窒⑧论文作者签名：堡兰!翌指导教师签名：论文评阅人1：垡国挂数援!逝鎏太堂!评阅人2：至拯垦熬援(扭刿鱼壬盘技盘堂2评阅人3：扬抗垒副熬援(逝江太堂2评阅人4．评阅人5：答辩委员会主席：毯国挂数援(逝婆太堂2委员1：奎盔盘副熬援(浙江太堂2委员2：扬菹生副熬援(逝江太堂2委员3：置丞基熬援(逝婆太堂2委员4：直堕重型熬援!浙江太堂2委员5：芝焦副数援(逝塑态堂211IlllIlllllIIIIIlY1893580InvestiqatIOnsontheDreDaratIOnandprOpertIeSOt．NiO／ZnO

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4、地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝’江盘鲎或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：枷；召J现签字日期：∥，／年；月，／日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝鎏盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝鎏盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：彳矽冶I飘导师签名

5、：签字日期：矿If年；月IJ日签字日期：加，f年弓月I／日摘要摘要ZnO作为一种新型的直接宽带隙光电半导体材料，具有3．37eV的禁带宽度，且其激子束缚能高达60meV，使得ZnO成为制备蓝／紫外光光电器件的最有前景的材料，然而如何实现高效、稳定、可靠、可重复制备的P型ZnO薄膜成为研究最大的难点。NiO薄膜是一种直接禁带半导体，禁带宽度为3．7eV，是一种典型的P型半导体，是可与ZnO形成异质结来制备半导体光电器件的非常合适的材料。日盲区紫外探测器在军事、民用领域有广泛应用。常见的Al。Ga卜xN和MgxZnl．。O体系的紫外探测器由于各自的缺点很难进一步提高性能。而由于NiO和

6、MgO晶体结构的一致和晶格常数的相似，因而可以获得高性能的MgxNil-xO固溶体薄膜，且其带宽连续可调。本文采用射频磁控溅射制备和研究了NiO和ZnO薄膜，选择合适的生长条件，制备NiO／ZnO基异质结，研究了其能带结构，并测量其I．V特性曲线。我们也制备和研究了不同Mg含量的MgNiO固溶体薄膜。具体工作如下：(1)NiO、ZnO薄膜及NiO／ZnO基异质结的制备与研究。采用射频磁控溅射制备P型NiO薄膜和11型ZnO薄膜，研究了在不同生长参数下生长的NiO、ZnO薄膜的性能。研究表明350。C是得到良好电学性能的P型NiO薄膜的合适温度。较低的氧含量下，薄膜的电导率与氧分压的

7、1／4幂成正比。在550。C时生长的ZnO薄膜的电学性能最好，450℃时则具有最好的结晶性能。通过XPS测量得到NiO／ZnO异质结价带带阶为1．47eV，并计算得到导带带阶为1．8eV，具有够pe．Ⅱ型的能带结构。I．v测试表明异质结具有明显的整流特性，表明成功制备了p-n异质结。(2)采用射频磁控溅射在石英衬底上制备了MgxNil-xO(X=0．25,4)．56)薄膜，研究了溅射功率、衬底温度、Mg组分对MgxNil．xO薄膜性能的影响。XRD结果表明MgxNil