ZnO是一種常見(jiàn)的直接帶隙寬禁帶半導(dǎo)體材料,是第三代半導(dǎo)體材料中的研究熱點(diǎn)。其在室溫下具有較大的激子束縛能（60 me V）,禁帶寬度為3.37 e V,能廣泛應(yīng)用于短波長(zhǎng)光電子器件和光探測(cè)器等領(lǐng)域中。然而,穩(wěn)定的p-ZnO材料的制備依然是如今行業(yè)內(nèi)的一個(gè)難題,極大地制約了ZnO基光電器件的發(fā)展。GaN同為產(chǎn)業(yè)上廣泛應(yīng)用的第三代半導(dǎo)體,與ZnO擁有很小的晶格失配（1.8%）,相近的禁帶寬度和電子親和勢(shì),所以我們常以p-GaN/n-ZnO異質(zhì)結(jié)為基礎(chǔ)制備光電子器件。在本論文中,我采用金屬有機(jī)化學(xué)氣象沉積系統(tǒng)（MOCVD）在p-GaN/c-Al2O3襯底上生長(zhǎng)了ZnO材料,研究了不同生長(zhǎng)條件下ZnO材料形貌和質(zhì)量的變化;并將n-ZnO/p-GaN異質(zhì)結(jié)發(fā)光二極管（LED）的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,使器件的性能更加優(yōu)越。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.對(duì)GaN模板進(jìn)行不同時(shí)間（30 s、5 min、15 min、30 min）的腐蝕,并分別在模板上生長(zhǎng)ZnO層,觀測(cè)ZnO層表面形貌、晶體質(zhì)量、光學(xué)性質(zhì)的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),ZnO納米柱的尺寸隨著模板上六方小丘的變化而變化;隨著GaN模板腐蝕時(shí)間變長(zhǎng),ZnO納米柱直徑... 

【文章來(lái)源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 ZnO材料的基本性質(zhì)
    1.2 ZnO材料的應(yīng)用
    1.3 GaN材料的基本性質(zhì)
    1.4 ZnO/GaN材料及異質(zhì)結(jié)器件研究進(jìn)展
        1.4.1 ZnO納米材料可控生長(zhǎng)的研究進(jìn)展
        1.4.2 帶有寬禁帶插入層的n-ZnO/p-GaN異質(zhì)結(jié)器件的研究進(jìn)展
        1.4.3 DBR在發(fā)光器件中應(yīng)用的研究進(jìn)展
    1.5 本文的研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)中采用的生長(zhǎng)方法和表征技術(shù)
    2.1 實(shí)驗(yàn)中采用的生長(zhǎng)方法
        2.1.1 MOCVD生長(zhǎng)基本原理
        2.1.2 生長(zhǎng)GaN材料的MOCVD系統(tǒng)簡(jiǎn)介
        2.1.3 生長(zhǎng)ZnO材料的MOCVD系統(tǒng)簡(jiǎn)介
    2.2 實(shí)驗(yàn)中采用的表征技術(shù)
        2.2.1 掃描電子顯微鏡（SEM）
        2.2.2 X射線衍射（XRD）
        2.2.3 光致發(fā)光譜（PL）
        2.2.4 電流-電壓特性（I-V）
        2.2.5 電致發(fā)光譜（EL）
第三章 GaN 模板上 ZnO 材料的生長(zhǎng)優(yōu)化
    3.1 制備ZnO材料的一般步驟
    3.2 GaN模板腐蝕對(duì)ZnO材料外延生長(zhǎng)的影響
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)步驟
        3.2.2 GaN模板腐蝕對(duì)ZnO材料形貌的影響
        3.2.3 GaN模板腐蝕對(duì)ZnO材料晶體質(zhì)量的影響
        3.2.4 GaN模板腐蝕對(duì)ZnO材料光學(xué)性質(zhì)的影響
        3.2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.3 氧流量對(duì)ZnO材料外延生長(zhǎng)的影響
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)步驟
        3.3.2 氧流量對(duì)ZnO材料表面形貌的影響
        3.3.3 氧流量對(duì)ZnO材料晶體質(zhì)量的影響
        3.3.4 氧流量對(duì) ZnO 材料發(fā)光性能的影響
        3.3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 ZnO/GaN異質(zhì)結(jié)器件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    4.1 器件的制備步驟
    4.2 不同厚度SiO_2插入層對(duì)n-ZnO/p-GaN異質(zhì)結(jié)器件的影響
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)步驟
        4.2.2 SiO_2插入層厚度對(duì)ZnO材料發(fā)光特性的影響
        4.2.3 SiO_2插入層厚度對(duì)器件電流-電壓特性的影響
        4.2.4 SiO_2插入層厚度對(duì)器件電致發(fā)光特性的影響
        4.2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    4.3 DBR反射層對(duì)n-ZnO/p-GaN異質(zhì)結(jié)器件的影響
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)步驟
        4.3.2 ZnO，GaN及DBR材料表征
        4.3.3 DBR反射層對(duì)器件電學(xué)特性的影響
        4.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
攻讀碩士期間發(fā)表論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]極性可控的GaN與ZnO薄膜的MOCVD外延生長(zhǎng)及其組合發(fā)光器件研究[D]. 蔣俊巖.吉林大學(xué) 2016
[2]ZnO半導(dǎo)體光電材料的制備及其性能的研究[D]. 呂建國(guó).浙江大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3277553