【摘 要】
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ZnO 是具有纤锌矿晶体结构的直接宽带隙多功能半导体材料,它具有多种优良的物理性能,在声表面波器件、透明电极、紫外探测器等方面都有较大的应用潜力。MgxZn1-xO 是与ZnO 具
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ZnO 是具有纤锌矿晶体结构的直接宽带隙多功能半导体材料,它具有多种优良的物理性能,在声表面波器件、透明电极、紫外探测器等方面都有较大的应用潜力。MgxZn1-xO 是与ZnO 具有相似性质的合金,具有比ZnO 更大的禁带宽度,其研究前景也相当广阔,因此他们受到科研人员的高度重视。本文采用射频等离子体增强型MOCVD 系统,在C 面蓝宝石衬底上生长出了高质量的ZnO 与MgxZn1-xO 薄膜。同时还详细的研究了退火对ZnO 薄膜特性的影响,以及ZnO 衬底对MgxZn1-xO 结晶特性、发光特性和表面形态等性质的影响。本论文的具体研究内容如下: 1. 通过等离子体增强型MOCVD 法,在c 面蓝宝石衬底上生长了高质量的ZnO 薄膜,并优化了其生长条件。通过X 射线衍射、光致发光光谱、原子力显微镜、霍尔测量等方法对ZnO 薄膜的各种特性进行了研究。2. 在ZnO 薄膜的生长条件下,分别用氮气与氧气对ZnO 薄膜进行退火处理。并讨论了不同条件下退火对ZnO 薄膜的结构、发光性能和电学特性的影响。通过退火,获得了高阻的ZnO 薄膜。3. 通过等离子体增强型MOCVD 法,在c 面蓝宝石衬底上生长了高质量的MgxZn1-xO 薄膜,并对其生长条件进行了优化。找到了最适合MgxZn1-xO薄膜生长温度、氧气流量,并通过X 射线衍射谱、光致发光光谱与原子力显微镜的测试,获得了ZnO 缓冲层的最佳厚度。4. 通过对X 射线衍射谱的研究,找到了MgxZn1-xO 薄膜中Mg 含量与002衍射峰的偏移之间的关系,并分析了其中的原因。同样通过对光致发光光谱的研究,找到了Mg 含量同紫外发光峰的偏移之间的关系,并分析了其原因。
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