Identification of Acceptor States in Li-N Dual-Doped p-Type ZnO Thin Films

Li-N dual-doped p-type ZnO （ZnO：（Li, N）） thin films are prepared by pulsed laser deposition. The optical properties are studied using temperature-dependent photoluminescence. The Lizn-No complex acceptor with an energy 1evel of 138 me V is identified from the free-to-neutral-acceptor （e, A0 ） emission. The Haynes factor is about 0.087 for the Lizn-No complex acceptor, with the acceptor bound-exciton binding energy of 12meV. Another deeper acceptor state located at 248 meV, also identified from the （e, A0） emission, is attributed to zinc vacancy acceptor. The two acceptor states might both contribute to the observed p-type conductivity in ZnO：（Li,N）.     

脉冲激光沉积法（PLD）生长Co掺杂ZnO薄膜及其磁学性能

采用脉冲激光沉积(PLD)法在单晶Si(100)及石英衬底上生长Co掺杂ZnO薄膜,并且比较了不同生长条件下薄膜的性能。实验观察到了700℃、0.02Pa氧压气氛下生长的Co掺杂ZnO薄膜显示室温磁滞回线。采用XRD、SEM等手段对Co掺杂ZnO薄膜的晶体结构及微观形貌进行了分析,得到的ZnO薄膜具有高度的c轴择优取向,结构比较致密,表面平整度较高,并且没有发现Co的相关分相,初步表明Co有效地掺入了ZnO的晶格当中。霍尔测试表明Co掺杂ZnO薄膜样品保持了半导体的电学性能,电阻率为0.04Ω·cm左右,载流子浓度约为1018/cm3,迁移率都在18.7cm2/V·s以上。实验结果表明材料保持了ZnO半导体的性能,并具有室温铁磁性。     

在不同衬底温度下用直流反应磁控溅射法制备p型ZnO薄膜

采用直流反应磁控溅射方法,通过改变衬底温度并优化生长参数,在玻璃衬底上生长了In-N共掺p型ZnO薄膜。X射线衍射(XRD)测试表明,所得薄膜结晶性能良好,且具有很好的c轴择优取向。Hall测试的结果所得p型ZnO薄膜最低电阻率为35.6Ω·cm,霍尔迁移率为0.111cm2·V-1·s-1,空穴浓度为1.57×1018cm-3。X光电子能谱(XPS)测试表明,铟元素已有效地掺入了ZnO薄膜中,且铟元素有效地促进了氮元素的掺入。紫外可见(UV)透射谱测试表明,在可见光范围内所有薄膜透光率均可达90%。     

Si基GaN外延层光致发光光谱与二次离子质谱的研究

报道了在Si基上用简便的真空反应法制备出GaN外延层．光致发光光谱测试结果表明不同的生长温度和退火工艺会对GaN外延层的发光特性产生影响,在1050℃下生长的GaN外延层的发光强度高于其他温度下生长的发光强度,退火可以使GaN外延层的发光强度增强．二次离子质谱(SIMS)测试结果表明外延层中Ga和N分布均匀,在表面处Ga发生了偏聚,同时外延层中还存在Si,O等杂质,这使得外延层中背景电子浓度高达1.7×10¹⁸/cm³. SIMS测试结果还表明,在外延生长前采用 关键词：     

金属诱导生长与超高真空化学气相沉积方法相结合制备多晶锗硅薄膜

采用金属Ni诱导与超高真空化学气相沉积(UHVCVD)相结合的方法，在热氧化硅衬底上生长了多晶锗硅薄膜.利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)等对多晶锗硅薄膜的质量、表面形貌进行了测试分析，并就生长参数以及金属Ni对薄膜性能的影响进行了研究.结果表明：1)在420—500℃范围内，金属Ni具有明显的诱导作用；2)Ni层厚度对薄膜质量及形貌的影响使得晶粒尺寸随Ni厚度增加存在一极大值.在Ni层厚度为60nm时，能够获得晶粒尺寸均匀，晶粒大小为500—600nm，结晶质量良好的多晶锗硅薄膜. 关键词： 超高真空化学气相沉积 金属诱导 镍 多晶锗硅     

硅衬底上Zn1-xMgxO薄膜的结构与光学性质

采用脉冲激光法（PLD）在Si衬底上沉积Zn1-xMgxO薄膜.x射线衍射(XRD)表明薄膜为c轴取向，（002）峰的半高宽仅为0.211°，且没有MgO的相偏析.透射电子显微镜可以清楚看到Zn1-xMgxO薄膜的c轴择优取向.在选区电子衍射图中可以看到Zn1-xMgxO结晶薄膜整齐的衍射斑点.室温下对Zn1-xMgxO薄膜进行了光致荧光光谱分析，发现其带边发射峰相对ZnO晶体有0.4eV的蓝移，带边发射峰与杂质发射峰的强度之比高达159.Zn1-xMgxO结晶薄膜质量良好，显示了应用于光电器件的潜力. 关键词： Zn1-xMgxO合金薄膜 硅衬底 脉冲激光沉积法 c轴取向 光致荧光光谱     

脉冲激光沉积法在SiO2/Si衬底上生长c轴取向LiTaO3薄膜

本文利用脉冲激光沉积法,系统研究了衬底温度和氧压对硅基LiTaO3薄膜质量及c轴取向性的影响,结果表明衬底温度和氧压对LiTaO3薄膜的c轴取向性及结晶质量有很大的影响,在650℃、30Pa时可以生长出高c轴取向LiTaO3薄膜。采用扫描电镜和原子力显微镜对最佳条件下制得薄膜的表面形貌进行了分析,发现薄膜表面光滑,晶粒尺寸均匀致密,薄膜表面粗糙度约为3.6nm。     

ZnO薄膜肖特基二极管的研制

采用直流反应磁控溅射的方法,在Al/Si(100)衬底上沉积了ZnO晶体薄膜.利用Al和Pt作为与ZnO接触的欧姆电极与肖特基电极,制作了ZnO薄膜肖特基二极管.X射线衍射测试结果表明ZnO薄膜具有高度的c轴择优取向.原子力显微分析表明:样品表面光洁平整,晶粒尺寸约100nm,扩展电阻分析表明ZnO薄膜的厚度为0.4μm,载流子浓度为1.8×1015 cm-3,此后的霍尔测试证实了这一结果并说明ZnO的导电类型为n型.室温下的I-V测试显示ZnO肖特基二极管具有明显的整流特性.Pt与n型ZnO接触的势垒高度为0.54eV.文中的ZnO肖特基二极管为首次研制的原型器件,其性能可以通过器件结构与制作工艺的进一步优化而得到改善.     

射频反应磁控溅射法退火生长Na-N共掺杂p-ZnO薄膜

采用射频反应磁控溅射法退火生长得到了Na-N共掺杂p-ZnO薄膜。XRD测试结果表明,退火前后均得到c轴择优取向的ZnO薄膜。Hall测试结果表明:退火后薄膜的电学性能明显改善,得到了p-ZnO薄膜,退火温度为450℃时取得最佳电学性能:室温电阻率为139.2Ω.cm,迁移率为0.2cm2.V-1.s-1,空穴浓度为2.5×1017cm-3。XPS分析表明:Na掺入ZnO中作为受主NaZn而存在,N主要以N—H键的形式存在,其受主NO的作用不明显,但是否存在NaZn-NO受主复合体,还需进一步的研究。     

衬底类型对于Ga-N共掺杂ZnMgO薄膜性能的影响

利用直流反应磁控溅射技术分别在玻璃、n-〈111〉Si、氧化硅(SiO2/Si)、石英衬底上制得Ga-N共掺杂ZnMgO薄膜。利用X射线衍射(XRD)、Hall实验、场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对不同衬底上生长的ZnMgO薄膜的性能进行表征。结果表明,Ga-N共掺杂p型ZnMgO薄膜具有高度c轴择优取向的结构特征。生长在玻璃、(111)Si和氧化硅衬底上的ZnMgO薄膜显示p型导电性,而生长在石英衬底上的ZnMgO薄膜显示n型导电性。生长在氧化硅片衬底上的共掺杂ZnMgO薄膜的晶体质量和电学性能最优,载流子浓度为2.28×1017cm-3,电阻率为27.7Ω·cm。而且其表面形貌明显不同于生长在其他衬底上的薄膜。Ga2p和N1s的XPS谱表明Ga-N共掺杂ZnMgO薄膜中存在Ga—N键,有利于N的掺入,从而易于实现p型生长。