| 题名 | P掺杂和In-P共掺杂p型ZnO薄膜的制备、性质和机理 |
| 作者 | 陈足红 |
| 答辩日期 | 2008-12-16 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院长春光学精密机械与物理所 |
| 授予地点 | 长春光学精密机械与物理所 |
| 导师 | 姚斌 |
| 关键词 | P-zno In-p共掺杂 磁控溅射 掺杂机理 |
| 其他题名 | The preparations、Properties and formatiom mechanism of P doped and In-P codoped p-type ZnO thin film |
| 学位专业 | 凝聚态物理 |
| 英文摘要 | 六方纤锌矿结构ZnO是一种直接带隙宽禁带II-VI族半导体材料，室温禁带宽度为3.37 eV； 激子结合能为60 meV，远高于其它宽禁带半导体材料的激子结合能，如GaN为25 meV, 可以实现室温或更高温度下高效的激子自发和受激发光。所以，ZnO在短波长光电器件领域有着极大的应用潜力，如紫蓝光发光二极管(LEDs)和激光器(LDs )等，可作为白光二极管的起始材料。ZnO要实现在光电领域的广泛应用，首先必须获得性能良好的n型和p型ZnO材料，并实现透明的ZnO同质p-n结。高质量的n型ZnO很容易实现，但是ZnO的P型掺杂由于其固有的自补偿效应却非常困难，成为制约ZnO应用的瓶颈，也是ZnO研究中面临的主要挑战。为解决ZnO的p型掺杂难题，本论文以磷（P）为掺杂元素，利用磁控溅射技术开展了p型ZnO的研究工作，取得如下结果： (1) 利用磁控溅射制备了磷单掺的ZnO薄膜，所得样品分别在真空中600oC和空气中750oC退火。通过对样品电学性质测试，发现空气中750oC退火5分钟后得到载流子浓度为2.11-3.16x1017 cm-3，迁移率为0.349-0.471 cm2/Vs，电阻率为59.8-59.9Ωcm 的p型ZnO：P薄膜。 (2) 用高纯度氧化锌(ZnO)掺杂五氧化二磷(P2O5)和氧化铟（In2O3）的(ZnO(99.99%)：P2O5 (99.99%)：In2O3(99.99%) ) 陶瓷靶为溅射靶材，利用控溅射制备了In-P共掺的ZnO薄膜，在真空中800 oC快速退火5分钟后，得到载流子浓度为1.64-3.04x1017 cm-3，迁移率为1.78-3.30cm2/Vs，电阻率为12.3-12.4Ωcm 的p型ZnO：(In,P)薄膜。 (3) ;X射线光电子谱测量结果表明：不论在P单掺还是In-P共掺的ZnO薄膜中，P都是取代ZnO晶格中的Zn而不是取代O，并且与2个Zn空位形成受主复合体(PZn-2VZn)。在加入In以后，由于降低了体系的Madelung能量，使P在薄摸中更加稳定，因而In-P共掺的p型ZnO：(In,P)薄膜也比P单掺的更加稳定。通过低温光致发光谱看出主要发光峰峰位在3.315 eV，我们认为这是来源于自由电子向受主能级的跃迁，并估算出p型ZnO：(In,P)的受主能级为130 meV。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-03-21 |
| 页码 | 67 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://159.226.165.120//handle/181722/1075]  |
| 专题 | 长春光学精密机械与物理研究所_中科院长春光机所知识产出 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈足红. P掺杂和In-P共掺杂p型ZnO薄膜的制备、性质和机理[D]. 长春光学精密机械与物理所. 中国科学院长春光学精密机械与物理所. 2008. |
| 个性服务 |
| 查看访问统计 |
| 相关权益政策 |
| 暂无数据 |
| 收藏/分享 |
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。
修改评论