zno基p-n结及其紫外发光性能的研究

zno基p-n结及其紫外发光性能的研究内容摘要：

上电极 nZnO ( ~ 1μ) SiO2 (~ 1nm) pZnO ( ~ 1μ) 环行下电极 SiO2隔离层 (3nm) Si(100)衬底() 5) ZnO 薄膜的结构特性： ZnO 薄膜表面的 原子力显微镜图象。 为空间密排六角柱 型结构，尺度为 50 ～ 100nm，有利于 束缚激子的形成： 有利于产生高效率 的紫外激光。 100nm 6) ZnO 薄膜的 光学特性： 350 400 450 500 550 600 700 pZnO nZnO Intensity (arb. Unit) Wavelength (nm) 390nm ZnO薄膜的阴极射线发光光谱。 图中 390 nm为紫外激光，来自于束缚激子与 EHP发射。 515 nm为绿色荧光，来自氧空位的跃迁机制。 n型 ZnO中有较多氧空位而抑制了紫外激光。 这与退火有关。 515nm ZnO同质 pn 结的电学输运特性及其与日美同类器件的比较 V(v) I(mA) 10 5 5 10 20 V(v) I(mA) 10 20 ZnO pn结原型器件的 IV特性曲线 : (a)我们 (2020) (b) 日本 (2020)和 (c)美国 (2020) (a) (b) (c) 热处理温度和方式对 ZnO薄膜 和 ZnO pn 结质量的影响 •不同温度退火后的 ZnO薄膜的阴极射线光谱 •不同退火温度对薄膜微观结构的影响 •高温导致的原子扩散和新化合物的产生 ZnO样品的退火温度和薄膜颜色的变化 Annealing condition and variation of sample colour of ZnO films 样品编号 退火条件 ZnO薄膜颜色的变化 1 原生 、 无退火 亮白透明 2 600℃ 、 1hr 灰色透明 3 800℃ 、 1hr 浅蓝色透明 4 950℃ 、 1hr 深蓝色透明 光学跃迁：不同温度退火后的 ZnO薄膜的阴极射线光谱（ CL） 一般情况 ZnO晶体的荧光发射谱有两个峰： 390nm附近 的 “ 紫外峰 ”。 是激子发射 . (激子态的产生，对晶体质量非常敏感。 晶体质量下降到一定程度时，从 XRD图像上来看，还存在较明显的取向，但发射光谱中激子峰却消失了。 ) 505nm的宽带 “ 绿峰 ” ，产生于缺陷发光 (包括“ 施主 受主对 ” 跃迁 )。 350 400 450 500 550 600 650 Wavelength (nm) 原生 600℃ 800℃ 950℃ ZnO 不同温度退火后的 ZnO薄膜的 CL发射谱。 390nm 510525nm 380nm387nm 由图可见，各个样品都存在着 “ 紫峰 ” 和 “ 绿峰 ” 两个发射带，但随退火条件的不同，两个发射带的峰值强度和峰位有很大的变化，同时峰的半高宽也产生了相应的变化 : v原生 : 380nm, 弱。 510nm, 强 v600oC: 387nm, 稍强。 515nm,稍弱 v800oC: 400nm,很强。 520nm，弱 v950oC: 390nm,弱。 525nm，强 原生 —800oC样品紫峰的变化 :。