由此我们得到了一些对应的解决方法：我们可以通过扩展 MgZnO 薄膜的光学带 隙，提高镁含量接近 50%时的结晶质量；加强 MgZnO 材料与金属的接触特性；投入 到 p 型 MgZnO 材料的制备和异质结型紫外探测器的研制中去；还有，由于紫外光的 信号较弱，传播过程中损耗较大，所以加强 MgZnO 雪崩光电二极管的研究以提高紫 外光响应度是十分必要的。

1.4    MgZnO 薄膜的研究进展

张锡健认为，人们已经充分掌握的 ZnSe 等蓝光材料存在着明显的不足，ZnSe 激 光器易在受激发射而温度升高，从而造成缺陷的增殖，GaN 材料则由于制造设备昂贵、 薄膜生长困难等缺点。相比之下，ZnO 材料不但在晶格结构、禁带宽度等方面都与 GaN 类似，而且对衬底要求不高且容易成膜。另外，他提出了制备 ZnO 基光电子器 件的两个重要条件：一．获得 p 型 ZnO；二．实现能带工程[24]。

简中祥则运用了直流反应磁控溅射的方法，通过 Al-N 共掺制备获得了 p 型 MgZnO 三元合金薄膜。对衬底温度、N2O 流量比例、衬底类型对 MgZnO 薄膜性能的 影响进行了研究。结果显示：1.衬底温度在 400-530℃温度区间薄膜呈现为 p 型，在 530℃薄膜具有最优的电学性能；2.在相同温度下生长的 MgZnO 薄膜，N2O/(O2+N2O)

≥0.4 时薄膜为 p 型导电，N2O/(O2+N2O)=0.7 时，薄膜结晶性能和择优取向性最好，且 电阻率达最小值；3.薄膜在硅片、石英和玻璃衬底上结晶性能的优劣顺序为：硅片> 石英>玻璃。

实验还发现，掺入 Al 可促进 N 的掺入，并提高空穴的浓度，此外，薄膜的导电 类型与环境中 N 的相对浓度的息息相关关系，而且 Mg 含量对薄膜的禁带宽度起到了 调节作用[25]。

宿世臣和吕有明制备得到 MgZnO/n-ZnO/MgZnO/p-GaN 异质结器件并从中观察 到了明显的整流特性。他们发现，注入电流的增大会促进异质结的电致发光强度的增 强。实验证明了当室温注入电流为 20 mA 时，位于 370nm 和 430nm 的两个发光峰构 成了电致发光光谱，对比异质结电致发光光谱与 ZnO 和 GaN 材料光致发光光谱他们 发现：MgZnO/ZnO/MgZnO 双异质结结构能够阻碍 ZnO 中的电子进入 GaN 之中，相 应的，GaN 中的空穴则进入 ZnO 层之中。盖层的 MgZnO 作为限制层则能够起到提高 载流子复合效率的作用，使得 ZnO 异质结的室温电致激子发光得以实现[26]。

邬小鹏和傅竹西运用射频磁控溅射法，将 MgxZn1-xO 陶瓷靶的 x 控制在 0.00～0.45 的范围内在 Si(100)和石英衬底上生长 MgxZn1-xO 薄膜，并采用 XRD、XPS 和透射谱 等表征方法对样品进行了表征，实验结果显示：在 x≤0.325 时 MgxZn1-xO 薄膜具有单 一的(002)取向六方结构，且禁带宽度随 x 增加而增大；而当薄膜表面入射光能量大于 禁带宽度时则会产生相应的光电响应；同时，当 x≥0.40 时，薄膜中会出现立方相结构， 禁带宽度也随之减小，这说明了此时的薄膜已变为混相薄膜[27]。

1.5  本课题的研究内容

本实验采用磁控溅射法在单晶硅衬底上制备 MgZnO 薄膜，要求学生学习和掌握 磁控溅射薄膜制备系统的使用方法、操作流程及系统的构成，从而能够熟练地运用磁 控溅射法制备薄膜并理解磁控溅射沉积薄膜的原理。然后，实验再通过扫描电镜

（SEM）、X 射线衍射（XRD）和紫外可见分光光度计、PL 光谱、光谱测量系统等表 征测量方法对薄膜的表面形貌、微观结构、光电学性能进行测试，从而进一步掌握一 系列分析薄膜性能的试验方法。最后，通过组装成光电探测器，研究 MgZnO 薄膜的 制备及光电性能，MgZnO 薄膜组装的光电探测器的光响应波长范围、暗电流及光电 响应率，以及分析生长条件（衬底温度、溅射功率和氧分压等）对 MgZnO 薄膜表面 形貌、微观结构和光电学性能的影响，了解组装的光电探测器的性能。