發(fā)布時間：2018-03-30 10:05

  本文選題：納米　切入點：選擇　出處：《南京大學》2015年碩士論文

【摘要】：ZnO具有優(yōu)異的光電性能和高達60meV的激子束縛能,被認為是實現(xiàn)激子基光電器件的優(yōu)選材料。但是ZnO的p型摻雜這一重大的技術難題嚴重限制了ZnO基光電器件的研究與發(fā)展,摻雜元素在ZnO中存在有限固溶度和自補償效應是其中最主要的技術障礙。另一方面,納米ZnO由于具有極其豐富的形態(tài)結構、巨大的表面積-體積比和優(yōu)異的性能,一直是半導體納米結構研究的前沿和熱點。本論文針對ZnO的p型摻雜的技術困難,借助于ZnO納米結構的巨大表體比對摻雜形成能的可能降低,開展了ZnO微納米柱的選擇生長與摻雜研究。采用綜合光學表征技術研究了ZnO的表體比對摻雜原子的固溶度和摻雜效率的作用和影響,初步顯示出摻雜受主與施主的不同分布,這為拓展ZnO的p型摻雜提供了新的思路。論文的工作以及取得的成果主要如下：(1) 以N2O作為反應氣、采用化學氣相輸運的方法在ZnO模板上制備出生長方向與高度較為一致的ZnO微納米柱陣列。SEM表面形貌與XRD結構測量顯示ZnO微納米柱生長方向為c軸(0001)；EDX能譜測量顯示ZnO微納米柱中N的有效摻入,表明微納米柱的巨大表體比確實有效增強了N的摻雜效率；Raman散射光譜觀察到與N相關的拉曼振動膜,進一步證實了ZnO微納米柱中N元素的有效摻入,并在其低溫PL譜中觀察到與ZnO中的受主相關的帶邊發(fā)射和綠帶發(fā)射。(2)開展了ZnO微納米柱的選擇生長研究,研究表明ZnO微納米柱的CVT生長對SiO2層與ZnO模板存在極強的選擇性,即ZnO微納米柱在SiO2層上幾乎不生長,在ZnO緩沖層上生長良好。進一步使用SiO2作為反應阻擋層,采用納米壓印技術制備出具有周期結構(200nm×200nm)的ZnO圖形窗口。研究了選擇生長對ZnO微納米柱的尺寸與分布的控制作用與機理。(3)采用選擇生長技術制備出尺寸、密度不同的三種典型的ZnO微納米柱,研究發(fā)現(xiàn)ZnO微納米柱的尺寸與分布的變化將導致其表面與體內對其光致發(fā)光譜產生不同的貢獻,從而有可能為揭示ZnO微納米柱中摻雜或雜質缺陷的分布提供佐證。低溫PL譜的研究顯示與受主束縛激子A0X和表面態(tài)束縛激子SX相關的雜質缺陷主要分布在ZnO微納米柱的側面,表明N摻雜形成的相關受主(如N受主復合體或鋅空位團簇)更多的分布在微納米柱的表面,證實了ZnO微納米柱中較大的表體比對受主雜質形成的增強作用。與之相反,低溫PL譜顯示其帶內綠帶發(fā)光均勻分布在微納米柱中,由于綠帶被指認為間隙Zn與單個Zn空位的復合體的發(fā)光,因此可以認為微納米柱中間隙鋅施主以及單個的鋅空位的均勻分布特征。Raman譜觀察到的與N相關的振動膜的強度與ZnO微納米柱的體量正相關,進一步證實了與該振動膜相關的間隙Zn施主雜質確實均勻分布在微納米柱中。
[Abstract]:On the other hand , ZnO micro - nano - pillars have been studied and developed by means of a comprehensive optical characterization technique .
EDX spectrum measurement shows that the effective incorporation of N in ZnO micro - nano - pillars shows that the large scale ratio of micro - nano - pillars can effectively enhance the N doping efficiency .
The growth of ZnO micro - nano - pillars was studied by using nano - imprinting technique .

【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN304.21;TB383.1

【參考文獻】

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本文編號：1685447