隨著光電子集成、光互聯(lián)、光集成的迅速發(fā)展,對微納光電器件的需求更加迫切。氧化鋅（ZnO）作為II-VI族直接寬帶隙半導(dǎo)體材料具有六角纖鋅礦結(jié)構(gòu),室溫下其禁帶寬度為3.37 eV,激子結(jié)合能高達(dá)60 meV,遠(yuǎn)大于室溫?zé)犭x化能（26 meV）,且具有豐富的微納結(jié)構(gòu),抗輻射性強(qiáng)、原材料豐富、低毒環(huán)保等特點(diǎn)。近年來ZnO微納米線基發(fā)光器件取得了長足的進(jìn)展。本論文圍繞ZnO微米線基結(jié)構(gòu)的可控性生長和摻雜展開研究,并對ZnO微米線基的發(fā)光器件進(jìn)行了探索,取得了如下創(chuàng)新性成果:1.改變鎵（Ga）摻雜濃度實(shí)現(xiàn)對Zn O微米線基電致發(fā)光器件發(fā)光光譜的調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)了發(fā)光波長從490 nm到700 nm波段可調(diào)的可見光區(qū)的單根Ga摻雜ZnO微米線電致發(fā)光器件。這種發(fā)光機(jī)制是來自于微米線中熱輔助的離子輸運(yùn)。2.對于單根微米線器件采用金（Au）納米顆粒修飾的方式,特別是采用模板蒸鍍的方式對微米線進(jìn)行周期性修飾,獲得了可控的周期性陣列的雙色發(fā)光,發(fā)光波長位于500 nm和600 nm附近。這種Au納米顆粒調(diào)制的發(fā)光可歸因于金屬納米顆粒的表面等離子體的調(diào)制。3.采用CVD方法合成了可靠并可重復(fù)的p型銻（Sb）摻雜Z... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)吉林省

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 ZnO基材料的基本性質(zhì)
    1.3 ZnO材料研究進(jìn)展
        1.3.1 ZnO光泵浦紫外激光
        1.3.2 ZnO材料電泵浦激光器件研究進(jìn)展
        1.3.3 ZnO電致發(fā)光器件研究進(jìn)展
    1.4 本論文選題依據(jù)和研究內(nèi)容
第2章 ZnO材料制備方法以及表征手段
    2.1 引言
    2.2 材料制備方法
        2.2.1 磁控濺射
        2.2.2 化學(xué)氣相沉積
        2.2.3 水熱法
        2.2.4 電化學(xué)沉積法
        2.2.5 金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積
        2.2.6 分子束外延技術(shù)
    2.3 材料表征方法
        2.3.1 X射線衍射
        2.3.2 掃描電子顯微鏡
        2.3.3 透射電子顯微鏡
        2.3.4 微區(qū)光致發(fā)光譜
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于單根Ga摻雜ZnO微米線發(fā)光研究
    3.1 引言
    3.2 低摻雜濃度ZnO可見光區(qū)的電致發(fā)光器件
        3.2.1 截面為六邊形Ga摻雜ZnO微米線可控生長
        3.2.2 Ga摻雜ZnO微米線的表征
        3.2.3 單根Ga摻雜ZnO微米線在可見光區(qū)的電致發(fā)光研究
        3.2.4 單根Ga摻雜ZnO微米線電致發(fā)光的物理機(jī)制
    3.3 Ga重?fù)诫sZnO近紅外光區(qū)電致發(fā)光器件
        3.3.1 Ga重?fù)诫sZnO微米線合成
        3.3.2 Ga重?fù)诫sZnO微米線表征
        3.3.3 單根Ga重?fù)诫sZnO微米線的近紅外電致發(fā)光及機(jī)理
    3.4 小結(jié)
第4章 Au等離子體調(diào)制單根Ga摻雜ZnO微米線發(fā)光研究
    4.1 引言
    4.2 金屬納米粒子等離激元
    4.3 金屬納米顆粒修飾的Ga摻雜微米線與未修飾微米線發(fā)光器件
        4.3.1 Au納米顆粒對微米線的修飾
        4.3.2 金屬納米顆粒修飾前后發(fā)光器件對比
    4.4 陣列可控的陣列式發(fā)光
    4.5 不同尺度金屬納米顆粒與不同電壓下陣列器件的電致發(fā)光研究
    4.6 本章小結(jié)
第5章 基于p-ZnO微米線與n-ZnO薄膜同質(zhì)結(jié)發(fā)光研究
    5.1 引言
    5.2 截面為四邊形Sb摻雜p-ZnO微米線的合成
        5.2.1 ZnO籽晶層制備
        5.2.2 Sb摻雜四邊形ZnO微米線的生長
        5.2.3 Sb摻雜四邊形ZnO微米線的形貌以及光電性質(zhì)研究
    5.3 基于單根Sb摻雜微米線的電致發(fā)光器件研究
    5.4 p型Sb摻雜ZnO微米線與n型ZnO薄膜的p-n結(jié)發(fā)光器件研究
        5.4.1 n型ZnO薄膜制備
        5.4.2 n型ZnO薄膜表征以及電學(xué)測試
        5.4.3 基于p型Sb摻雜ZnO微米線與n-ZnO薄膜同質(zhì)結(jié)發(fā)光器件
    5.5 小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：2989325