单根砷掺杂氧化锌纳米线场效应晶体管的电学及光学特性

摘要

采用化学气相沉积(CVD)的方法在砷化镓基底上合成直径为20 nm左右、长约数十微米的氧化锌纳米线,然后采用热扩散的方法,将生长于砷化镓基底之上的氧化锌纳米线通过600 ℃,30 min的有氧退火处理后,获得了砷掺杂的氧化锌纳米线.将获得的掺杂后的氧化锌纳米线采用电子束曝光以及真空溅射镀膜的方法将钛/金合金作为接触电极引出,从而构建成场效应晶体管.文中研究了单根氧化锌纳米线砷掺杂前后的电学特性,证实了通过砷掺杂来获得p型的氧化锌纳米线的可行性.构建的p型砷掺杂氧化锌场效应晶体管的跨导为35 nA/V,载流子浓度为1.4×1018 cm-3,迁移率为6.0 cm2/V·s.测得单根砷掺杂氧化锌纳米线的光致发光谱:源于氧化锌近带边激子复合所产生的位于383 nm处的近紫外光尖峰,由缺陷能级辐射所产生的位于580 nm附近的黄绿光带以及掺杂所形成的AsZn-2VZn浅受主能级所引出的红光波段.这些电学及光学特性的研究将为获得基于单根氧化锌纳米线同质结的电致发光器件及逻辑器件的构建奠定基础.