掺杂ZnO薄膜的制备及其异质结紫外光特性研究

摘要

目前，ZnO基光电器件中一个难题是优质稳定的p型ZnO材料制备。由于锌填隙与氧空位，未掺杂的ZnO为n型半导体，自补偿效应对p型ZnO制备有负面作用。因此，ZnO基光电器件的结构一般是以n型ZnO与其他p型材料形成的异质结。本文以ITO（透明导电薄膜）为衬底制备良好的p型ZnO薄膜，形成异质结，表征制备薄膜，研究异质结紫外光探测特性。
　　本文研究内容：
　　（1）在查阅国内外相关文献后，对ZnO相关的知识进行了总结归纳，介绍ZnO结构及基本性质，阐述了异质结相关内容，另外，对目前ZnO基紫外光探测器进行了分类。
　　（2）着重介绍磁控溅射相关理论，另外，对其他常见的薄膜制备方法进行简要概括，总结薄膜表征方法，对不同表征方法的原理进行概括。
　　（3）在ITO衬底上制备不同Ag含量的ZnO薄膜，对薄膜进行表征，霍尔效应测试结果表明Ag掺杂ZnO薄膜为p型，Ag掺杂ZnO薄膜与ITO形成异质结，对异质结紫外光响应特性进行了研究。
　　（4）对Mg掺杂ZnO靶材进行分析，指出复合型靶材的优势。制备Mg掺杂ZnO薄膜，对表征结果进行简要分析。透射光谱表明Mg掺杂可使ZnO薄膜吸收波长限改变，Ag掺杂可实现ZnO薄膜的p型转变，综合两种掺杂源所起作用，在ITO衬底上制备Mg、Ag共掺杂ZnO薄膜，形成异质结，表征制备样品，对紫外光探测特性进行研究。

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第一章 绪论

1.1 ZnO晶体结构

1.2半导体能带理论

1.3 p-n结及异质结

1.4 ZnO缺陷与掺杂

1.5 ZnO基本性质

1.6 ZnO基紫外光探测器

1.7 论文研究意义

第二章 ZnO薄膜的制备方法及表征方法

2.1 磁控溅射法

2.2 真空蒸发法

2.3 溶胶-凝胶法

2.4 喷雾热分解法

2.5 表征方法

第三章 Ag掺杂ZnO薄膜的制备及表征

3.1溅射镀膜装置

3.2实验材料及基片预处理

3.3 实验参数及实验过程

3.4实验结果及分析

第四章 Mg、Ag共掺杂ZnO薄膜的制备及表征

4.1 Mg掺杂ZnO薄膜的制备及表征

4.2 Mg、Ag共掺杂ZnO薄膜制备参数

4.3 Mg、Ag共掺杂ZnO薄膜的表征

第五章 总结与展望

5.1 工作总结

5.2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间研究成果