ZnO:Al/p-Si的接触特性

利用射频磁控溅射制备了ZnO：Al／p—Si接触,并对其进行C-V和I-V特性的77～350K变温测量。并对未热退火和800℃热退火两种样品的测量结果进行了对比分析。结果发现,未经热退火和经过热退火处理的样品在C—V和I-V特性上有很大差别。解释了两种样品的C—V和I-V测量结果的不同。对于未退火的样品,由于界面处的大量界面态的屏蔽作用,使得ZnO：Al／p—Si异质结的C—V曲线发生畸变。经800℃热退火,ZnO：Al／p—Si异质结的C—V特性恢复正常,说明热退火已经消除了异质结中的界面态和缺陷态。研究表明ZnO：Al／p—Si异质结经适当热退火处理有更好的整流特性同时对光致发光也更有利。     

退火对ZnO薄膜晶体结构和ZnO/p-Si异质结光电性质的影响

采用脉冲激光沉积方法在p-Si(100)衬底卜牛长ZnO薄膜,分别在500℃、600℃和700℃下真空退火,采用X射线衍射仪研究了退火对ZnO薄膜品体结构的影响,并测量了ZnO的面电阻和ZnO/p-Si异质结的、I-V特性曲线.研究表明,随着退火温度的升高,ZnO的(002)衍射峰强度逐渐增大,半峰全宽不断减小,同时薄膜内应力减小,ZnO晶粒尺寸变大.表明高温退火有助于ZnO薄膜结晶质量的提高.在没有光照的条件下,异质结的漏电流随退火温度的增加而增大;用650 nm光照射样品时,600℃退火的样品表现出最明显的光电效应,而过高的退火温度会破坏ZnO/p-Si异质结的界面结构,使其光电流变小.所以,要得到性能良好的光电器件,应选取适当的退火温度.     

Si表面上生长的ZnO薄膜的阴极射线荧光

几种不同温度下退火的用直流溅射法生长的ZnO／Si样品的阴极射线荧光(CL)光谱显示，当退火温度低于等于800℃时，随着退火温度的升高，薄膜的晶体质量得到了改善，这主要体现在390nm紫外带的发射强度与505nm绿带发射强度的相对比值迅速增加，同时也发生了绿带的红移以及窄化效应。但退火温度超过800℃时绿带就不再红移了，其峰值为525nm。当退火温度为950℃时，紫外带几乎消失，而只剩下绿带，且与纯硅酸锌样品的CL谱一致，掠入射X射线衍射测量表明，确有三角相三元化合物硅酸锌的产生。因此，从ZnO／Si异质结的质量来看，直流溅射法可能不适宜用于生长这样的异质结：因为当退火温度低于800℃且相差较大(如600℃)时，不能得到产生强ZnO紫外发光的晶体质量，而当退火温度接近或高于800℃时，虽然zn0晶体质量得到了改善从而紫外发光份额迅速增加，但同时也产生了新的三元化合物硅酸锌，将严重影响ZnO／Si异质结的电学输运特性。     

分子束外延生长GaAs/Si异质结电学特性的研究

利用样品Au-GaAs/p-Si的肖特基势垒二极管特性和深能级瞬态谱(DCTS),研究Si衬底上分子束外延生长的GaAs异质结的电学特性。I-V特性表明样品有大的漏电流存在,而快速热退火处理则能使样品I-V特性得以改善,并接近半绝缘GaAs(S.I.GaAs)上生长的Au-GaAs/S.I.GaAs样品的特性,它的来源不是热电子发射或产生-复合电流所引起,而可归结于缺陷参与的隧穿机制,它可通过快速热退火处理得以减小。DCTS谱表明在样品中可观察到Ec-0.41eV和Ec-0.57eV两个电子陷阱,前者可能 关键词：     

氧气含量对射频磁控溅射方法制备的NiO∶Cu/ZnO异质pn结的光电性能的影响

利用磁控溅射方法改变氧气含量制备了一系列NiO∶Cu/ZnO异质pn结。实验结果表明,氧含量对NiO∶Cu/ZnO异质pn结电学影响很大。相对于纯氩溅射,引入一定氧气(O2/(Ar+O2)比例为30%)后,NiO∶Cu/ZnO异质pn结的整流特性明显得到改善。与此同时,NiO∶Cu/ZnO异质pn结的光透过率也从40%增大到80%。这可能是由于氧气的轻量引入致使NiO∶Cu/ZnO异质pn结的结晶得到改善,薄膜内缺陷减少所致。进一步提高氧气含量,直到O2/(Ar+O2)比例至80%后,异质结的整流特性有所削弱,这可能是由于过多氧气的引入造成薄膜缺陷再次增多,进而影响到异质结的整流特性。这一结论得到了EDS、XRD、AFM和UV结果的支持。     

Na或Cu掺杂对Si/NiO异质结的光电性能影响

利用磁控溅射方法制备了引入Na或Cu元素前后Si/NiO异质结。实验结果表明,Na元素引入后的Si/NiO：Na异质结的整流特性最佳。此时,Si/NiO：Na异质结光学透过率可以达到70%,这可能是由于Si/NiO：Na异质结的结晶质量较优、薄膜内缺陷少所致。Si/NiO：Na异质结I-V曲线的拟合结果显示界面态状态也会影响其整流特性。而Si/NiO和Si/NiO：Cu异质结都没能获得较好的整流特性,可能是薄膜内缺陷增多所致。这一结论得到了XRD、SEM、AFM和UV结果的支持。     

用肖特基电容电压特性数值模拟法确定调制掺杂AlxGa1-xN/GaN异质结中的极化电荷

研究发展了用肖特基电容电压特性数值模拟确定调制掺杂Al_xGa_1-xN/GaN异质结中极化电荷的方法.在调制掺杂的Al_0.22Ga_0.78N/GaN异质结上制备了Pt肖特基接触,并对其进行了C-V测量.采用三维费米模型对调制掺杂的Al_0.22Ga_0.78N/GaN异质结上肖特基接触的C-V特性进行了数值模拟,分析了改变样品参数对C-V特性的影响.利用改变极化电荷、n-AlGaN 关键词： xGa_1-xN/GaN异质结')" href="#">Al_xGa_1-xN/GaN异质结 极化电荷 电容电压特性 数值模拟     

石墨烯/硅光电探测器的I-V及C-V特性

设计并制备了基于石墨烯/n型硅肖特基结的光电探测器,并从能带角度研究和分析了其I-V及C-V特性。结果表明,石墨烯/氮化硅/硅(金属-绝缘层-半导体)电容器对器件的I-V及C-V特性有较大影响。在808nm近红外光的照射下,器件反向电流和正向电流大小接近,归因于氮化硅/硅界面堆积的光生空穴向石墨烯/硅肖特基结的扩散,器件光响应度为0.26A/W。基于热发射模型从I-V暗电流曲线提取的肖特基势垒高度及理想因子分别为0.859eV和2.3。利用肖特基二极管耗尽层电容公式从C~(-2)-V曲线提取的势垒高度随着频率的增加而增加并趋于稳定在0.82eV。由于界面态的影响,石墨烯/硅肖特基结耗尽层宽度随频率增加而增加,而硅施主原子的掺杂浓度及器件电容则随频率增加而减小。     

ZnO薄膜微结构变化对光电特性的影响

使用脉冲激光淀积(PLD)技术在n型Si衬底上沉积氧化锌(ZnO)薄膜,在O2气氛下对样品进行了500℃(Sample1,S1),600℃(Sample2,S2),700℃(Sample3,S3)和800℃(Sample4,S4)退火,随后进行了X射线衍射(XRD)谱,椭偏光折射率,热激电流(TSC)和电容-电压(C-V)的测量。研究发现:S1中晶界的电子陷阱由高浓度的深能级杂质(Zni)提供的电子填充,该能级位于ET=EC-0.24±0.08eV。S3中出现与中性施主(D0)有关的深能级中心,其ET=EC-0.13±0.03eV,推测D0的出现与高温氧气条件退火下晶界处形成的复合体缺陷有关。XRD和椭偏光折射率测量结果表明:氧气对ZnO薄膜微结构的修饰是改变ZnO/Si结构光电特性的主要因素。     

CVD法制备p-ZnO薄膜/n-Si异质结发光二极管及其性能研究

利用简单的化学气相沉积方法, 首先在n-Si衬底上生长Sb掺杂p-ZnO薄膜, 并在此基础上制作了p-ZnO/n-Si异质结发光二极管．对制备的Sb掺杂ZnO薄膜 在800 ℃下进行了热退火处理, 发现退火后样品的晶体质量和表面形貌都得到明显提高, 并且薄膜呈现的电导类型为p型, 载流子浓度为9.56× 10¹⁷ cm^-3. 此外, 该器件还表现出良好的整流特性, 正向开启电压为4.0 V, 反向击穿电压为9.5 V. 在正向45 mA的注入电流条件下, 器件实现了室温下的电致发光. 这说明较高质量的ZnO薄膜也可以通过简单的化学气相沉积方法来实现, 这为ZnO基光电器件的材料制备提供了一种简单可行的方法. 关键词： CVD p-ZnO 异质结 电致发光     

ZnO/p-Si异质结的深能级及其对发光的影响

利用深能级瞬态谱(DLTS)和光致发光谱(PL),研究了ZnO/pSi异质结的两种不同温度(850℃,1000℃)退火下的深能级中心。发现850℃退火的样品存在3个明显的深中心,分别为E₁=E_v+0.21eV,E₂=E_v+0.44eV,E₃=E_v+071eV;而1000℃退火样品仅存在一个E₁=E_v+021eV的中心,且其隙态密度要比850℃退火的大。同时,测量了两个样品的PL谱。发现1000℃退火可消除一些影响发光强度的深能级,对改善晶格结构,提高样品的发光强度有利。     

磁控溅射法制备ZnO/YBCO异质结及电学特性

利用磁控溅射技术在YBCO上沉积ZnO薄膜,获得ZnO/YBCO异质结.测量其不同温度下的电学性质,样品显示良好的整流特性,并且随着温度的升高,ZnO/YBCO异质结电流逐渐增大.     

ZnO/P-Si异质结的光电特性研究

利用脉冲激光沉积方法在P-Si(100)衬底上生长ZnO薄膜,制备ZnO/P-Si异质结,研究衬底温度对异质结光电特性的影响.结果表明,在400℃,500℃,550℃和600℃下生长ZnO制备的异质结都有一定的整流特性,反向暗电流随着衬底温度的升高略有增加,在550℃下制备的样品具有最明显的光电效应.ZnO/P-Si异质结对可见光和紫外光呈现出不同的响应性.在可见光照射下,光电流随反向偏压急剧增大,偏压增大到某一值时,光电流增速变小,而在紫外光下,光电流有逐渐增大的趋势.根据ZnO的透射谱认为,可见光和紫外光是异质结不同的耗尽区诱导电子-空穴对产生光电流的.     

Mn掺杂ZnO稀磁半导体材料的制备和磁性研究

采用共沉淀方法制备了名义组分为Zn_1-xMn_xO(x=0.001,0.005,0.007,0.01)的Mn掺杂的ZnO基稀磁半导体材料,并研究了在大气气氛下经过不同温度退火后样品的结构和磁性的变化.结果表明：样品在600℃的大气条件下退火后, 仍为单一的六方纤锌矿结构的ZnO颗粒材料;当样品经过800℃退火后,Mn掺杂量为0.007,0.01的样品中除了ZnO纤锌矿结构外还观察到ZnMnO₃第二相的存在.磁性测量表明,大气条件下600℃退火后的样品,呈现出室温铁磁性;而800℃退火后的样品,其室温铁磁性显著减弱,并表现为明显的顺磁性.结合对样品的光致发光谱的分析,认为合成样品的室温铁磁性是由于Mn离子对ZnO中的Zn离子的替代形成的. 关键词： ZnO 掺杂 稀磁半导体 铁磁性     

N掺杂ZnO薄膜的接触特性

氧化锌(ZnO)是一种直接带隙半导体材料,室温下带隙为3.37eV,激子束缚能为60meV。ZnO因其优越的光电特性在高亮度蓝紫光发光器件、紫外探测器件和短波长激子型激光器等方面具有广阔的应用前景。而要实现大功率的光电器件,稳定可靠的欧姆接触是必需的。研究了氮气氛条件下,不同温度快速退火对氮掺杂ZnO样品的电学性质以及Ni/Au与其接触特性的影响。原生样品表现为弱的肖特基接触,适当温度退火后,由肖特基转成了欧姆接触,650℃退火后得到最小比接触电阻率8×10-4Ω·cm2。霍尔测量表明550℃快速退火后,样品的导电类型由p型转变成了n型。采用AES和GXRD分别研究了不同退火温度下Au、Ni、Zn、O的深度分布变化及退火后所生成的合金相。实验结果表明,退火所导致的薄膜电学性质的变化以及界面态和表面态的增加是接触特性变化的原因。     

ZnO∶V薄膜后退火处理前后的微结构与发光特性

利用溶胶-凝胶(Sol-gel)法在单晶硅(100)衬底上分别制备了ZnO∶V薄膜和纯ZnO薄膜。为进一步研究后退火对ZnO∶V薄膜结构和发光性质的影响,在两段式快速退火后又在800℃下进行了后退火处理。X射线衍射的结果表明:后退火处理前,钒(V)的掺入使ZnO结晶质量变差,而800℃退火处理后,从ZnO的衍射峰中可以看出,相对于无V杂样品其结晶质量变好。扫描电子显微镜形貌图中可以看出制备的样品薄膜颗粒大小均匀,薄膜致密度较高。光致发光(PL)谱的研究表明:ZnO∶V薄膜在800℃退火处理后,紫外和绿带发光峰均增强,但紫外发光峰增强得更多;与同样条件下制备的纯ZnO薄膜的PL谱比较,发现V掺杂后样品的紫外激子复合发光峰的强度明显增强且峰位发生蓝移,而缺陷引起的绿带发光峰的强度降低。     

L-MBE法生长ZnO薄膜的退火研究

研究了空气退火对于激光分子束外延(L-MBE)法制备的ZnO薄膜光学及结构特性的影响,报道了采用小角度X射线分析(GIXA)技术对于ZnO薄膜退火前后的表面及界面状况的定量分析结果.RHEED衍射图样表明,薄膜经过380℃及600℃原位退火后,其表面仍然较为粗糙.而XRD在面(in-plane)Φ扫描结果显示出经过800℃空气退火之后,薄膜具有更好的外延取向性.GIXA分析结果表明,800℃退火后ZnO薄膜的表面方均根粗糙度从退火前的1.13 nm下降为0.37 nm;同时ZnO/Al2O3界面粗糙度从2.10 nm上升为2.59 nm.ZnO室温PL结果显示,退火后薄膜紫外近带边发光强度比退火前增大了40倍,并出现了源于电子－空穴等离子体(EHP)复合的N带受激发射峰,激发阈值约为200 kW/cm2.     

分子束外延生长Si/GaP珐()异质结的界面特性

本文研究了分子束外延(MBE)生长的n-N型Si/GaP(Ⅲ)异质结的界面特性。采用C-V法测量Si/GaP(Ⅲ)异质结的表观载流子浓度分布n(x),从中导出了异质界面的导带失配值和界面电荷密度。实验结果表明,n-N型Si/GaP(Ⅲ)是一种弱整流结构。导带失配△E_c=0.10eV,界面电荷密度σ_i=8.8×10~(10)cm~(-2)。通过表现载流子浓度n(x)的理论计算曲线与实验曲线符合较好,说明了实验结果的可靠性。     

分子束外延生长Si/GaP(111)异质结的界面特性

本文研究了分子束外延(MBE)生长的n-N型Si/GaP(111)异质结的界面特性。采用C-V法测量Si/GaP(111)异质结的表观载流子浓度分布n(x),从中导出了异质界面的导带失配值和界面电荷密度。实验结果表明,n-N型Si/GaP(111)是一种弱整流结构。导带失配△E_c=0.10eV,界面电荷密度σ_i=8.8×10¹⁰cm^-2。通过表现载流子浓度n(x)的理论计算曲线与实验曲线符合较好,说明了实验结果的可靠性 关键词：     

pn结电容-电压法测量应变SiGe禁带宽度

利用应变SiGe/Si异质pn结电容-电压（C-V）特性确定SiGe禁带宽度的技术.该技术根据SiGe/Si异质pn结C-V实验曲线，计算出 pn结接触电势差，并得到SiGe/Si的价带偏移量和导带偏移量，进而求得SiGe禁带宽度.该技术测试方法简便，其过程物理意义清晰，既适用于分立的SiGe/Si异质pn结，也可直接分析SiGe/Si异质结器件中的SiGe 禁带宽度.实验结果与理论计算及其他相关文献报道的结果符合较好. 关键词： SiGe/Si 异质pn结 C-V 禁带宽度