材料

0311734制备及钝化条件对多孔硅发光性能的影响[刊]/李宏建//光电子·激光,—2003,14(1),—54～57(C)0311735氧化锌宽禁带半导体薄膜的发光及其p-n结特性[刊]/林碧霞//固体电子学研究与进展,—2002,22(4),—417～420(D)报道了用直流反应溅射法制备的氧化锌薄膜的近紫外发射以及热处理条件对受激发射谱的影响。同时用化学反应辅助掺杂方法生长了p型和n型ZnO薄膜,研究了ZnO/Si异质结和氧化锌同质p-n结的电压电流特性(I-V特性)。     

ZnO薄膜材料的发光特性

回顾了最近几年对 Zn O薄膜材料发光特性的研究进展 ,介绍了用不同方法制备 Zn O薄膜的自发辐射和受激辐射发光特性。     

Cu_2O氧气流量对ZnO-Cu_2O薄膜异质结特性的影响

利用磁控溅射法在BK-7玻璃基片上制备了ZnO-Cu_2O薄膜异质结。利用X射线衍射、分光光度计和范德堡方法分析了不同氧气流量对Cu_2O单层薄膜的结构、光学和电学性质的影响,并分析了不同氧气流量制备的Cu_2O对ZnO-Cu_2O异质结I-V特性的影响。研究结果表明:ZnO-Cu_2O薄膜异质结样品的I-V曲线具有二极管的整流特性,样品的正向阈值电压随着Cu_2O氧气流量的增加而增大。较大正向电流的样品(氧气流量为10.6 sccm)具有较小的串联电阻和泄露电阻,以及较大的载流子浓度。     

Al-N共掺p型Zn0.95Mg0.05O薄膜的性能

利用直流反应磁控溅射法,以N2O为N掺杂源,用Al-N共掺技术制备了p型Zn0.95Mg0.05O薄膜.用X射线衍射分析(XRD)、Hall测试仪和紫外可见(UV)透射谱等研究方法对其晶体结构、电学性能和禁带宽度进行分析.XRD分析结果表明,Zn0.95Mg0.05O薄膜具有良好的晶格取向,Hall测试的结果所得p型Zn0.95Mg0.05O薄膜最低电阻率为58.5Ω·cm,载流子浓度为1.95×1017 cm-3,迁移率为0.546cm2/(V·s),UV透射谱所推出的薄膜禁带宽度中,纯ZnO,p型Zn0.95Mg0.05O和p型Zn0.9Mg0.1O分别为3.34,3.39和3.46eV,可以看出Mg在ZnO禁带宽度中起了调节作用.     

ZnS:Li_2O 薄膜的电致发光特性

本文报道了新型较高亮度的 Zn S:L i2 O蓝色薄膜电致发光 ;烧结了新型的蓝色发光材料 Zn S:L i2 O,用电子束蒸发制备出 Si O2 夹层结构的 Zn S:L i2 O蓝色电致发光器件 ;通过吸收光谱、电致发光光谱、激发电压与发光强度的关系等研究了 Zn S:L i2 O薄膜发光特性。认为 Zn S:L i2 O薄膜电致发光可能是由 Zn填隙和氧替硫引起的 ,氧替位能抑制通过硫空位产生的无辐射跃迁使蓝色发光增强     

Al-N共掺P型Zn0.95Mg0.05O薄膜的性能

利用直流反应磁控溅射法,以N2O为N掺杂源,用Al-N共掺技术制备了p型Zn0.95Mg0.05O薄膜.用X射线衍射分析(XRD)、Hall测试仪和紫外可见(UV)透射谱等研究方法对其晶体结构、电学性能和禁带宽度进行分析.XRD分析结果表明,Zn0.95Mg0.05O薄膜具有良好的晶格取向,Hall测试的结果所得p型Zn0.95Mg0.05O薄膜最低电阻率为58.5Ω·cm,载流子浓度为1.95×1017 cm-3,迁移率为0.546cm2/(V·s),UV透射谱所推出的薄膜禁带宽度中,纯ZnO,p型Zn0.95Mg0.05O和p型Zn0.9Mg0.1O分别为3.34,3.39和3.46eV,可以看出Mg在ZnO禁带宽度中起了调节作用.     

长春光机所在国际上首次实现ZnO pn结室温电致发光

由长春光机所、厦门大学共同承担的重点项目“氧化锌基单晶薄膜材料、物性及器件研究”已通过国家自然科学基金委员会信息科学部专家组的中期检查验收。经过刻苦攻关，项目组在关键问题上取得了突破，在国内率先获得了ZnO同质结的电致发光，并且在国际上首次实现了蓝宝石衬底生长的Zn Opn结室温电致发光，为今后ZnO蓝紫外发光和激光二极管的发展奠定了实验基础。     

热氧化制备纳米氧化锌薄膜的光致发光和室温紫外激光发射

利用低压 -金属有机汽相外延 (L P- MOCVD)工艺首先在二氧化硅衬底上生长硫化锌 (Zn S)薄膜 ,然后 ,将硫化锌薄膜在氧气中于不同温度下进行热氧化 ,制备出高质量的纳米氧化锌 (Zn O )薄膜 .X射线衍射 (XRD)结果表明 ,氧化锌具有六角纤锌矿晶体结构 .90 0℃氧化样品的光致发光 (PL )谱中 ,在波长为 3.3e V处观察到一束强紫外光致发光和相当弱的深能级发射 .紫外发光强度与深能级发射强度之比是 80 ,表明纳米 Zn O薄膜的高质量结晶 .在受激发射实验中观察到紫外激光发射 .     

波长可调谐聚合膜/无机膜异质结电致发光

针对聚合物电致发光材料缺乏可用的电子型聚合物半导体材料的现状 ,采用无机电子型半导体材料 Zn O∶Zn与空穴型聚合物材料 PDDOPV [poly (2 ,5 - bis (dodecyloxy) - phenylenevinylene) ]成功制备了结构为 ITO/PDDOPV/Zn O∶ Zn/Al的异质结双层器件 .异质结器件的发光效率与亮度较单层器件提高 1个数量级以上 .该异质结器件的发光颜色是随着电压的增加而蓝移的 ,其光致发光光谱也随着激发波长的改变而改变 ,可能形成了新的发光基团 .     

以铝作过渡层的c轴取向Si基ZnO晶体薄膜的生长及其肖特基二极管的研制

利用直流反应磁控溅射方法在金属Al过渡层上沉积了Si基Zn O晶体薄膜,并利用X射线衍射、扫描电子显微镜和扩展电阻测试仪对Zn O薄膜的晶体质量和电学性能进行了分析.结果表明,Zn O薄膜具有高度的c轴取向,样品表明光洁、平整,薄膜与衬底之间有清晰的过渡区.在此Zn O薄膜上成功地制备了肖特基二极管的原型器件,室温下的I- V测试结果表明该Au/ Zn O/ Al肖特基二极管具有明显的整流特性     

自然掺杂及N-Al共掺杂ZnO薄膜的发光特性

采用螺旋波等离子体辅助溅射技术制备了自然掺杂及N-Al共掺杂ZnO薄膜,对两种不同类型掺杂薄膜的低温光致发光(PL)特性进行了研究。实验结果表明,二者均呈现出了较强的与受主能级相关的发光特征,自然掺杂薄膜的光致发光谱在404.0 nm处出现了由于锌空位产生的近带边发光,N-Al共掺杂薄膜的光致发光谱在383.0 nm处出现了N作为受主的施主-受主对(DAP)跃迁发光。两种薄膜的发光特性比较分析表明,N-Al共掺杂技术能够有效提高N的固溶度,N受主能级密度增加使薄膜表现出较强的施主-受主对跃迁发光,表明该技术为实现p型ZnO薄膜制备的有效方法。     

用超声喷雾热分解法制备p型Zn1-xMgxO薄膜

利用超声喷雾热分解(USP)技术,采用N-Al共掺法,在eagle2000衬底上制备出了电学特性较好的p型Zn0.93Mg0.07O薄膜:电阻率为18.43Ω.cm、迁移率是0.362 cm2/(V.s)、载流子浓度为1.24×1018cm-3。系统分析了前驱溶液中Al掺杂量或Mg掺杂量变化时对p型Zn1-xMgxO薄膜电学特性和结构特性的影响。紫外可见光透射测试表明:Zn1-xMgxO薄膜在紫外-可见光范围内的透过率达到了80%。     

ZnO过渡层对BiFeO_3薄膜铁电性能的影响

采用溶胶–凝胶法,在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)衬底上采用逐层退火工艺制备了BFO(BiFeO3)、ZnO/BFO和ZAO(掺铝氧化锌)/BFO薄膜,研究了ZnO、ZAO过渡层对BFO薄膜晶相以及铁电、漏电和介电性能的影响。结果表明:与BFO薄膜相比,ZnO/BFO薄膜的表面更加致密、平整,结晶性更好,双剩余极化强度(2Pr)有非常大的提高,漏电和介电性能也均有改善。ZAO/BFO薄膜的铁电性能比ZnO/BFO薄膜的铁电性能差,这与ZAO的导电性强于ZnO有关。     

Electrical properties of silver Schottky contacts to ZnO thin films

ZnO thin films are deposited on Al/Si substrates by the pulsed laser deposition （PLD） method. The XRD and SEM images of films are examined. Highly c-axis oriented ZnO thin films which have uniform compact surface morphology are fabricated. The size of surface grains is about 30 nm. The Schottky barrier ultraviolet detectors with silver Schottky contacts are made on ZnO thin films. The current-voltage characteristics are measured. The ideality contact factor between Ag and ZnO film is 1.22, while the barrier height is 0.908 e V. After annealing at 600 ℃ for 2h, the ideality factor is 1.18 and the barrier height is 0.988 eV. With the illumination of 325 nm wavelength UV-light, the photocurrent-to-dark current ratios before and after annealing are 140.4 and 138.4 biased at 5 V, respectively. The photocurrents increase more than two orders of magnitude over the dark currents.     

紫外光照下ZnO基薄膜的光电和气敏特性研究

用sol-gel法制备ZnO及掺杂Al3+的ZnO半导体薄膜,利用XRD和AFM对薄膜结构和形貌进行表征。测量了不同掺Al量的薄膜在紫外光照射下电阻的变化,发现随着掺Al量的增大,薄膜在紫外光(波长为365nm)照射后其电阻先减小后增大。在室温下,对薄膜在不同浓度的CO气体下的敏感特性进行了研究,随着气体浓度的增加,薄膜电阻值逐渐减小;随着掺Al量的增大,气敏灵敏性先逐渐增大后减小,发现当铝含量为r(Al:ZnO)=0.5%时,对CO气体的灵敏度最大,并对紫外光照射下气敏半导体薄膜的气敏机理进行了简单分析。     

p型碲镉汞液相外延材料Ag掺杂的研究

利用SIMS和变温霍尔测量手段对P型Hg0.77Gd0.23Te液相外延材料的Ag掺杂技术、机理及掺杂碲镉汞材料的性能进行了研究。结果表明采用AgNO3溶液直接浸泡方式对该材料进行掺Ag是成功的，掺杂浓度与被掺杂材料中的汞空位浓度是一致的，掺杂后，P型碲镉汞材料的受主能级比掺杂前有明显的减小，从实验结果可看到掺Ag碲镉汞材料的电学性能在室温下保持稳定。     

脉冲激光沉积法制备ZnO基薄膜研究进展

作为一种新型的Ⅱ-Ⅵ半导体材料,ZnO具有优良的光学和电学性能,在紫外光发射器件、自旋功能器件、气体探测器、表面声波器件等领域有着广阔的应用前景.首先介绍了ZnO材料和脉冲激光溅射法的一些相关内容,然后从材料制备角度着重阐述了目前利用脉冲激光沉积法(PLD)制备ZnO基薄膜的若干重要研究方向,例如p型掺杂、p-n结的制备、Mg掺杂、Cd掺杂和磁性离子掺杂等.     

sol-gel法制备ZnO薄膜压敏电阻

利用sol-gel法在镀有Au底电极的单晶硅片上,制备掺有Bi2O3、Co2O3、Cr2O3和MnO2的ZnO薄膜压敏电阻。薄膜由旋涂法制备,并在300℃下预处理、600℃退火。制得的ZnO薄膜结晶良好。膜厚约为1μm,ZnO薄膜压敏电阻的非线性系数为15.1,压敏电压为3.037 V,漏电流为43.25μA。     

Electrically conductive anti‐reflecting nanostructure for chalcogenide thin‐film solar cells

Electrically conducting aluminum (Al)‐doped ZnO nanorods (NRs) film has been introduced as an anti‐reflective (AR) layer for effective light trapping in chalcogenide thin‐film solar cells. Results indicate that the Al‐doping significantly reduced the electrical contact resistance between the Ag top electrode and the AR layer. The Al‐doped ZnO NRs exhibited low average reflectance (4.5%) over the entire visible and near‐infrared range, and changed the nature of electrical contact between the Ag electrode and the AR layer from Schottky to Ohmic. Finally, the CuInS₂ solar cell coated with the Al‐doped ZnO NRs exhibited huge enhancement in photovoltaic efficiency from 9.57% to 11.70% due to the lowering series resistance and the increase in the short‐circuit current density, when compared with that of a solar cell without the AR layer. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

表面等离子体共振增强ZnO/Ag薄膜发光特性研究

为了提高氧化锌光致发光强度,以磁控溅射氧化锌/银复合薄膜为研究对象,系统地研究了氧化锌薄膜的光学性质。实验中首先在硅衬底上用射频磁控溅射的方法沉积氧化锌/银复合薄膜,作为对比,同时沉积了一层氧化锌薄膜。通过扫描电子显微镜和原子力显微镜对样品的形貌及成份进行表征,并且在室温下测试样品在300~800 nm波长范围内的光致发光光谱。实验结果表明:所制得样品为均匀分布的氧化锌纳米薄膜,纯氧化锌光致发光光谱结果显示有波长位于378 nm左右的紫光、470 nm左右的蓝色发光峰存在,加入银薄膜后,氧化锌可见光区和紫外光区的光致发光光谱强度均有所增强,而且紫外光峰位出现了红移。实验结果结合样品吸收谱对光致发光机理的分析作了进一步的分析。