2。1 ZnO薄膜的制备方法 6

2。1。1 化学气相沉积（CVD） 6

2。1。2 溶胶-凝胶法（Sol-Gel） 6

2。1。3 分子束外延（MBE） 7

2。1。4 激光脉冲沉积（PLD）法 7

2。1。5 喷雾热解法 7

2。1。6 蒸发法 7

2。1。7 溅射（Sputtering）法 8

2。2 ZnO薄膜的结构和性能表征 8

2。2。1 ZnO薄膜的XRD表征 8

2。2。2 ZnO薄膜的PL表征 8

2。3 衬底材料介绍 9

2。3。1 铝酸锂衬底 9

2。3。2 氧化锌衬底 10

2。3。3 蓝宝石衬底 10

2。4 本论文的样品制备方法和表征手段 10

2。4。1 溶胶凝胶法制备ZnO薄膜的设备情况和薄膜制备条件 11

2。4。2 喷雾热解法制备ZnO薄膜的设备情况和薄膜制备条件 12

2。4。3 本研究采用的结构和性能表征手段 12

3。 ZnO薄膜的制备研究与结构性能分析 13

  3。1溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜的结构取向分析 13

  3。2 溶胶凝胶法制备ZnO薄膜的发光光谱分析 16

  3。3喷雾热解法制备ZnO薄膜发光光谱分析 19

3 结论和展望 21

4 致谢 22

1引言

ZnO是一种导带底和价带顶在k空间中处于同一位置的直接带隙半导体材料。同时ZnO也是II-VI族的一种化合物半导体材料。ZnO具有着独特的光学性能，例如压电特性、气敏特性等，同时ZnO也具有许多的优点，例如在室温下，ZnO的激子束缚能约为60meV，ZnO的导带底和价带顶的能量差是3。37eV。此外，ZnO还具有1975℃的高熔点、高化学稳定性、强的抗辐射能力、无毒无害等许多优点。近几年来, 由于ZnO如此多优异的材料性能，蓝光至紫外 (UV)光发射器件、光探测器件、压电器件和高功率电子器件都用ZnO作为首选材料，同时短波半导体激光器材料的研究也开始向ZnO方面研究，这一研究也迅速成为国际热点，得到了许多科研小组的广泛的关注和大力的研究。为了制作光电和电子器件，高质量的、具有可控微结构的氧化锌材料的合成是一个非常重要的课题。因为ZnO薄膜的表面能最小的面是C面，所以ZnO薄膜择优生长的方向通常选择的是沿着C轴的方向，从而导致ZnO薄膜的极性在C轴的方向上特别强，所以一般都是ZnO的极性面容易制备出来，可是这一点会对ZnO本身的量子阱结构产生一些不好影响，同时对半导体器件的生产来说也有一定的影响。正因为极性氧化锌薄膜的种种不好的影响，无极性ZnO薄膜的制备与研究才渐渐成为了现今半导体发光二极管领域新的热点之一。论文网

1。1ZnO薄膜的基本性质

1。1。1 ZnO薄膜的光电性质

因为ZnO的能带结构、ZnO的化学组成、ZnO的氧空穴、锌空穴数量和ZnO结晶密度等这些特殊的性质，使得ZnO具有很好的光电性质。在一些特定的制备条件下，ZnO薄膜在经过不同的物质掺杂之后，可以表现出ZnO薄膜本身还存在着很好的低阻特征。