一、白宝石衬底上生长的Mg_xZn_(1-x)O晶体薄膜的结构和光学性能（论文文献综述）
周璇[1]（2021）在《ZnO基多色光电探测器的制备及性能研究》文中提出随着光电子器件向低维度、多波段、集成化方向发展,多色光电探测器成为光学与电子信息领域中的研究热点。其中,紫外（UV）探测技术由于受干扰因素少,发展更加稳定成熟。作为第三代II-VI族直接带隙半导体材料的代表,氧化锌（ZnO）具有光学带隙宽（3.37 e V）、激子束缚能高、生长环境温度要求低、无毒无害等优点,是理想的紫外探测材料。同时通过掺杂Mg元素能够获得禁带宽度可调的Zn Mg O合金（3.37 e V-7.8 e V）,实现器件探测范围涵盖紫外多波段。本论文优化了ZnO/MgxZn1-xO异质结薄膜结构及质量,提高器件的紫外多色探测能力。同时为了使器件光响应范围不局限于紫外区域而向可见（Vis）-近红外（NIR）光区拓展,引入窄带隙p-CuxO半导体材料,使用复合型器件成功获取紫外-可见-近红外多个波段目标信息,从而提高太阳光谱利用率及光电探测精度和效率。论文主要研究工作如下:（1）从ZnO基薄膜带隙可调入手,制备了金属-半导体-金属（MSM）结构的MgxZn1-xO（0≤x≤1）薄膜紫外探测器,研究发现器件光响应随Mg掺杂含量的增加而向短波紫外方向移动。深入分析了ZnO紫外光电器件的内增益随外加偏压先升高后降低的现象。由于初始阶段空穴的捕获堆积,降低了金属-半导体间的势垒高度,同时抑制电荷复合,吸引更多外部电子输运导致器件内部较大的增益。当施加偏压足够大,电场足够强,空穴因此发生扫除效应而使内增益迅速降低。（2）从提高双层膜载流子浓度入手,构建Mg0.2Zn0.8O/ZnO可见盲光电探测器。设计系列宽度叉指电极,利用热电子发射理论,通过耗尽层宽度调控提升器件光电性能。进一步优化双层膜结构,基于O极性面薄膜的自发极化、压电极化效应与异质结界面势垒协同作用,对表面电荷进行约束和积聚,从而引入高浓度的二维电子气,使ZnO/Mg0.2Zn0.8O界面自发形成高载流子浓度(～1018 cm-3)。改变传统的提升薄膜器件性能的手段,使UVA/UVB双色紫外探测器件在较低偏压（5 V）下的外量子效率和探测率可分别高达14858%和1014 Jones,大幅度提高可见盲双色紫外光电器件探测弱信号的能力。（3）从拓宽紫外光区探测范围入手,调节Mg含量,构筑Mg0.51Zn0.49O/ZnO日盲-可见盲光电探测器。优化薄膜外延生长手段,研究发现Mg ZnO薄膜与ZnO缓冲层（30 min）刚好处于从三维接触转变为二维接触的临界状态,位错密度低,成核密度大,以此来减缓薄膜内应力,提高薄膜器件的光电探测能力。进一步改变溅射生长条件,制备出混相Mg ZnO薄膜,采用二维电子气器件的薄膜结构,充分利用立方和六方Mg ZnO薄膜的晶粒间界及带宽差,引入空穴陷阱,实现低暗电流,利用隧穿效应实现高光响应,将日盲区探测延伸到250 nm以内,实现双层膜同时探测UVA、UVB及UVC三波段,简化器件结构,拓宽紫外探测范围深度,提升应用价值。（4）从加速光生载流子分离,拓展器件探测范围至可见-近红外光区入手,引入窄带隙p-CuxO半导体材料,构建p-n异质结垂直结构光电器件。提高光吸收效率,充分利用结间内建电场,实现0外置电压下自供电的紫外-可见双色探测及低偏置电压下的紫外-可见-近红外多色探测。提高器件性能,缩短光响应时间,降低使用能耗,提高太阳光谱利用率和光电器件探测捕捉多波段信号的能力。无需制冷,促进了室温条件下金属氧化物在功能性器件中的直接应用,实现了单片集成式的多色探测。
王东明[2]（2021）在《过渡金属氧化物的物理性质调控及其在CdTe太阳电池中的应用》文中进行了进一步梳理过渡金属氧化物具有复杂的物理性质,其电荷、自旋、轨道、晶格之间的强烈耦合引起了研究人员的广泛关注。过渡金属氧化物中,电子之间的交换相互作用和强关联相互作用成为当代凝聚态物理学的重要研究对象,进而促进了巨磁电阻、透明导电材料、紫外激光、太阳电池等材料和自旋电子器件的应用和发展。在CdTe薄膜太阳电池中,界面处的严重载流子复合和微观漏电通道,会显着影响太阳电池的性能。过渡金属氧化物可调控的物理性质和较大的禁带宽度,使其成为CdTe太阳电池界面缓冲层的理想候选材料。本论文通过调控几种过渡金属氧化物的物理性质,对相关材料基础科学问题进行了实验研究,并把它们作为缓冲层材料,研究了材料性能调控对高转化效率CdTe太阳电池器件的影响。第一章,在交换、关联作用的基础上简要阐述了过渡金属氧化物的磁有序和半导体特性,及其在自旋电子器件和半导体器件中的应用。介绍了太阳电池的基本原理,讨论了过渡金属氧化物在CdTe太阳电池中的应用。第二章,调控并研究了 MgxZn1-xO薄膜的物理性质。利用真空热处理,对MgxZn1-xO（MZO）薄膜的微观形貌、结晶质量、缺陷类型和导电性能进行了调控。发现真空热处理会造成MZO表面成分流失,使得薄膜表面出现粗糙的富Mg层,造成薄膜表面电子亲和势的改变。研究了真空热处理影响MZO电阻率的物理过程,发现真空热处理后薄膜内部本征施主缺陷氧空位的缺陷浓度升高,本征受主缺陷间隙氧的缺陷浓度降低,造成了 MZO薄膜电阻率和载流子浓度的变化。第三章,研究了 MgxZn1-xO薄膜在CdTe太阳电池中的应用。利用真空热处理后的MZO薄膜制备了 CdTe薄膜太阳电池,结合实验和模拟,发现MZO薄膜的载流子浓度和富Mg层会改变能带排布方式,影响电池的填充因子。粗糙的MZO薄膜表面会造成CdTe吸收层缺陷浓度升高,降低太阳电池开路电压。此外,制备了新结构CdTe太阳电池,发现CdSe与CdS之间的互扩散不利于载流子的收集,同时CdTe生长和热处理气氛中的氧会使得电池的电流密度-电压曲线出现“S-kink”现象,通过改进电池制备工艺,消除了这一现象,获得了较高的电池转化效率。第四章,调控了TiO2薄膜的物理性质,研究其在CdTe太阳电池中的应用。利用真空热处理方法,调控了 TiO2薄膜中氧空位的浓度,获得1018 cm-3数量级的电子浓度。利用不同厚度的TiO2薄膜制备CdTe太阳电池,发现不连续的TiO2可以修饰前电极表面,减小微观漏电通道密度,使电池开路电压提高。但电池后续工艺中的氧会降低TiO2薄膜中的氧空位浓度,使其电阻升高。因此连续的TiO2薄膜会阻碍载流子的输运,导致电池的电流密度-电压曲线出现“S-kink”现象。第五章,调控了 NiO反铁磁体的物理性质,研究了 NiO中的自旋-声子耦合效应。通过调控NiO纳米颗粒的化学计量比,发现两个较强一阶振动模式的拉曼峰强度发生相对变化。结合理论计算,将其归结为布里渊区边界的振动模式。进一步测试变温拉曼光谱,发现拉曼峰的峰位和半高宽都出现了反常变化,通过对其进行拟合分析,发现这一变化来源于自旋-声子耦合效应,得到了不同尺寸NiO纳米颗粒的自旋-声子耦合系数。第六章,总结与展望。总结了本论文的主要内容,并对后续工作的研究思路进行了展望。
张豪杰[3]（2020）在《双层结构MgZnO日盲紫外探测器的设计、制备及特性研究》文中进行了进一步梳理日盲紫外探测器有广泛的应用前景。MgZnO材料由于对紫外光比较敏感、响应度比较高、可探测紫外光范围比较宽,因此MgZnO成为了一种理想的日盲紫外光探测材料。根据近年来研究发现,具有二维电子气的双层结构紫外探测器性能比较突出,二维电子气的引入可以大幅度提高紫外探测器的响应度,降低其暗电流。本论文结合具有二维电子气的探测器器件结构和MgZnO材料的优点,设计并制备了双层结构MgZnO日盲紫外探测器,然后对双层结构的MgZnO日盲紫外探测器的性能进行表征,研究二维电子气的引入对MgZnO探测器对紫外光的响应度、暗电流、信噪比等性质的影响,具体内容如下:（1）采用脉冲激光沉积方法（PLD）通过控制氧气压强,分别探究氧气压强在石英和Mg O衬底上对MgZnO薄膜带隙、晶体结构、薄膜光学特性的影响。在石英衬底上沉积MgZnO薄膜,随着氧气压强的升高,MgZnO薄膜主要是单一立方相（200）,MgZnO薄膜中Mg相对含量逐渐降低,MgZnO薄膜带隙不断减小;在Mg O衬底上,随着氧气压强的增大,MgZnO薄膜是单一立方相（200）,MgZnO薄膜结晶质量有所改善,MgZnO薄膜带隙逐渐减小。（2）采用脉冲激光沉积方法（PLD）,通过控制衬底生长温度,分别探究生长温度在石英和Mg O衬底上对MgZnO薄膜带隙、晶体结构、薄膜光学特性的影响。在石英衬底上,随着温度的升高,MgZnO薄膜晶体结构由立方相（200）转变为六方相（0002）,最后转变为立方相（111）;当石英生长温度为500℃时,MgZnO日盲紫外探测器在250 nm紫外光照射下,响应度为115.75 A/W,在Mg O衬底上,随着生长温度的升高,MgZnO薄膜的结晶质量不断升高,当生长温度为570℃时,MgZnO薄膜结晶质量最好。（3）通过制备双层结构MgZnO日盲紫外探测器,探究上层MgxZn1-xO层厚度对MgZnO日盲紫外探测器性能的影响,当上层MgxZn1-xO厚度约为30 nm时,紫外探测器在265 nm紫外光照射下,响应度为0.82 A/W;并且在25 V偏压下暗电流达到了10-11A,光暗电流比达到2.8×105;相比于相同条件下生长的单层MgZnO日盲紫外探测器,响应度提高了1177倍,光暗电流比提高了约105倍。
王庆[4]（2020）在《MgxZn1-xO薄膜、纳米棒阵列的制备及其日盲紫外探测性能研究》文中研究表明本文采用脉冲激光沉积法（PLD）在石英及SiO2/Si衬底上生长了 MgZnO薄膜,研究了不同Mg含量靶材、衬底温度、氧气压强以及氧气流量等对沉积的MgZnO薄膜的相组织、薄膜厚度和光学带隙的影响;并制备了高性能MgZnO薄膜型日盲紫外探测器。采用化学气相沉积法（CVD）,以ZnO、MgZnO薄膜作为晶种层生长了 ZnO、MgZnO纳米棒垂直阵列,研究了晶种层厚度、相组织等对纳米棒长度、面密度、直径的影响;通过调控起始反应源料中Mg粉质量,实现了 MgZnO纳米棒中Mg含量的可控掺杂,并制备了 MgZnO纳米棒阵列型紫外探测器。我们获得以下结果:（1）、分别以Mg0.7Zn0.3O、Mg0.5Zn0.5O、Mg0.3Zn0.7O作为靶材进行MgZnO薄膜沉积时,不同生长温度（200、300、400、500和600℃）和氧气压强（0.5、2.0、4.0、6.0和8.0 Pa）条件下制备的MgZnO薄膜呈现不同的择优取向。其中,以Mg0.7Zn0.3O和Mg0.5Zn0.5O为靶材沉积的MgZnO薄膜均呈现立方相;而以Mg0.3Zn0.7O为靶材沉积的MgZnO薄膜则呈现“单一立方相→混合相→单一六方相→混合相”的相组织变化趋势。通过对靶材中Mg含量、衬底温度、氧气压强及流量等参数的调控,我们可以得到带隙满足日盲紫外波段探测需求、厚度满足后期纳米棒阵列的CVD生长需要、并具有单一立方相、混相和单一六方相组织的MgZnO薄膜。（2）、采用CVD法成功生长了 ZnO、MgZnO纳米棒阵列,研究了晶种层的不同厚度、相组织以及不同MolMg/MolZno 比对纳米棒取向、长度、面密度和直径等参数的影响,结果显示:用于纳米棒阵列生长的最佳晶种层薄膜厚度约为300 nm;在单一立方相、混相、单一六方相组织MgZnO晶种层薄膜上均成功生长了连续、大面积、单分散的一维MgZnO纳米棒,这些纳米棒的长度约12.5～46 μm,直径约75～300 nm,面密度均大于4.9×107根/cm2。通过改变起始原材料中MolMg/Molzno比（2:5、1:1和2:1）的方法可以实现对MgZnO纳米棒中的Mg含量进行调控的目的,其中,MgZnO（2:1）纳米棒中的Mg含量较高。此时,单一立方相、混相和单一六方相组织晶种层上生长的MgZnO纳米棒中Mg含量（at.%）分别为2.64%、2.96%和3.73%;上述ZnO、MgZnO纳米棒垂直阵列均可以满足后续纳米棒阵列型紫外探测器的构筑需求。MgZnO晶种层的高温退火（900℃）对比实验结果显示:经高温退火后,MgZnO晶种层薄膜由单一立方相、混相和单一六方相组织转变为统一的混相组织。（3）、采用光刻工艺,以Mg0.3Zn0.7O作为靶材沉积的具有混相组织的Mg0.38Zn0.62O薄膜构筑了薄膜型日盲紫外探测器,性能测试结果显示:器件在25 V偏压下,对250 nm日盲紫外光的峰值响应度达到0.10 A/W,响应截止边达到265 nm（进入日盲紫外波段）,光暗电流比高达1668,实现了对日盲紫外线的高性能探测。不同相组织MgZnO晶种层薄膜上的ZnO纳米棒阵列型紫外探测器测试结果显示:纳米棒阵列型紫外探测器的最佳电极间距为l mm,最佳偏压范围为1～5V。不同相组织MgZnO晶种层薄膜上的MgZnO纳米棒阵列型紫外探测器相关测试结果显示:MgZnO纳米棒阵列型紫外探测器的探测范围进入紫外波段;纳米棒中Mg掺杂量的差异会对探测器的性能产生显着影响,基于MolMg/MolZno（2:1）生长的MgZnO纳米棒阵列型探测器具有最佳紫外探测性能。此时,对应于单一立方相、混相和单一六方相组织MgZnO晶种层薄膜上的MgZnO纳米棒阵列紫外探测器的响应度分别为13.51、51.94和29.75 A/W,平均光暗电流比分别为120.62、75.03和30.58;即基于MolMg/MolZnO（2:1）、混相组织晶种层薄膜生长的MgZnO纳米棒阵列探测性具有更加优异的性能,其响应度高达51.94 A/W、平均光暗电流比达到75.03。这主要源于混相组织晶种层中晶粒界面对内部增益的改善、纳米棒的高比表面积对表面反应速率的提升以及更多的Mg掺杂对纳米棒电阻率的增大。
陈幸福[5]（2020）在《氧化锌基倒置QLED器件结构的界面调控研究》文中认为基于溶液法制备的全无机钙钛矿CsPbBr3QD具有诸多优异的性能:发光光谱可调、发光效率高、高载流子迁移率、荧光量子产率高、合成工艺简单等特征,成为近年来显示行业的研究热点。虽然钙钛矿量子点（QDs）溶液的光致发光量子效率（PLQY）较高,然而在固态薄膜及相应的量子点发光二极管（Quantum Dot Light Emitting Diode,QLED）中保持高的发光效率及稳定性问题仍然是一个挑战,特别是传输层/发光层界面引发的传输界面不稳定、能级不匹配等导致激子猝灭和电荷传输不平衡等问题。为了深入讨论上述问题,本论文采用氧化锌作为电子传输层,以全无机钙钛矿量子点作为发光层,制备倒置结构QLED器件,重点研究减少发光层薄膜荧光猝灭和影响传输层/发光层之间界面非辐射复合的因素,以及阴阳两极载流子的不平衡传输等问题,通过采用发光层主客体复合钝化、功能层掺杂和表面修饰等界面调控方法,提高发光层薄膜的荧光效率、器件的载流子平衡注入及电致发光效率。具体的研究内容分为以下三个部分:首先,以提高CsPbBr3QD发光层溶液及相应旋涂薄膜的PLQY为目的,通过实验研究量子点溶液在清洗次数及不同分散溶剂中的最优条件,实验验证了表面配体及溶剂介电常数、极性等因素对PLQY的影响,优选清洗两次且采用庚烷作为分散溶剂的量子点材料进行后续器件及界面态的研究,接下来,为解决钙钛矿量子点表面配体与提升载流子注入的问题,采用高迁移率半导体2,7-二辛基[1]苯并噻吩并[3,2-b]苯并噻吩（C8-BTBT）与CsPbBr3量子点形成主客体复合发光层,宽带隙的主体材料能够有效约束注入发光层的载流子,提升电子空穴的注入效率,减少载流子的损失。然后对倒置QLED器件的空穴传输材料进行选择,减少与发光层的能级势垒,采用ITO/ZnO/EML/CBP/MoO3/Al器件结构制备的倒置QLED器件,实验表明,基于复合材料体系制备的器件EQE为纯CsPbBr3QLED的7倍,通过减少漏电流,提高了电流效率,验证了通过主客体复合对载流子注入提升的有效性。接下来,基于C8-BTBT与全无机钙钛矿CsPbBr3量子点构成的复合发光层,研究了氧化锌电子传输层的镁离子掺杂工艺对发光层荧光量子效率及界面稳定性的影响规律和机制。镁离子掺杂可以在一定范围内线性调控电子传输层的光学带隙,同时有效改善薄膜的表面形貌,从而提高与发光层之间的界面质量。实验发现,相对于未掺杂的ZnO薄膜,Mg0.09Zn0.91O薄膜的表面粗糙度和表面能显着下降,光学带隙则提高了0.2e V,相应的以电子漂移为主的电导率也显着下降。进一步通过调控复合发光层中的主客体比例,可以调节空穴注入比,改善载流子传输的平衡性。采用主客体复合的发光层相对于纯量子点发光层薄膜,在ITO/Mg0.09Zn0.91O衬底上具有更高的荧光量子效率和荧光寿命。最后,为解决ZnO薄膜表面极性羟基对QD发光层的光致发光荧光猝灭作用,减少界面环境对QD薄膜光致发光的影响。对ZnO薄膜表面采用苯乙基三氯硅烷（PETS）自组装单分子层（SAM）化学修饰的方法来调节表面极性。实验发现,通过减少氧化物层上的羟基基团密度,表面处理后可产生疏水性表面,从而减少了后续CsPbBr3量子点膜的光学猝灭。此外,通过改变PETS浓度来设计表面极性,从而有助于将光致发光量子产率（PLQY）提高50%。同时,提高了光致发光的热稳定性,显示了高达140℃的温度耐受性。
杨笑江[6]（2019）在《ZnO基双色探测器的制备及研究》文中研究指明ZnO基薄膜是一种带隙可调的直接宽带隙半导体材料（室温下禁带宽度约3.37eV）,通过对ZnO半导体薄膜掺杂Mg元素,能够合成MgxZn1-xO三元合金化合物,使其半导体薄膜禁带宽度在3.37 eV-7.80 eV范围内可调,拓宽探测器的探测波段范围,利用不同Mg组分和不同结构的半导体薄膜,能够制备出性能优异的双色探测器。本论文主要阐述ZnO基半导体薄膜的生长以及双色探测器的制备,制备出高质量半导体薄膜及其双色探测器。主要研究成果如下:（1）从双层膜结构考虑,在不同溅射功率下对半导体薄膜的晶体质量进行了表征。在溅射功率为160 W时,通过SEM图谱发现薄膜的生长颗粒大小较为均一,且XRD的衍射峰值相对较高。在此基础下制备的双色探测器,Mg0.38Zn0.62O和ZnO响应度峰值分别达到了0.45 A/W,0.30 A/W,相较于140 W和180 W功率下探测器的响应度峰值,分别提高了450%,225%。通过对Mg0.20Zn0.80O/ZnO与ZnO/Mg0.20Zn0.80O两种不同的双层膜结构进行比较,发现由于金属电极所产生的电场强度对于半导体薄膜的影响随距离变化而改变,通过调整半导体薄膜位置有效地调控了双色探测器的性能。（2）设计三明治结构,构筑双色探测器。基于三明治结构本身双肖特基结的优势,分别在衬底托盘温度为室温、523 K、673 K和723 K的条件下生长半导体薄膜和金属电极,发现随温度升高薄膜质量在变好的同时,夹层金属电极发生一定程度的损坏。综合考虑温度对两者的影响,器件在673 K的温度下其光电性能达到最高,Mg0.20Zn0.80O和ZnO响应度峰值分别约为1.30 A/W和0.30 A/W。通过与双层膜结构探测器的对比,发现在双肖特基结的影响下,三明治结构探测器收集载流子更强,且两个响应度峰值均达到了1.50 A/W,有效提高了器件的光电性能。（3）从混相半导体薄膜入手,区别于传统复杂双色探测器,简化器件结构的同时,实现了双色探测。通过制备高Mg组分的混相Mg0.40Zn0.60O薄膜,使其在两个不同的波段对光产生响应。基于混相薄膜,通过改变电极的宽度,增大了肖特基结耗尽层的宽度,有效地提高了器件的光电性能。在同样的偏压下,电极宽度从3μm增加到8μm,使其响应度峰值由1.60 A/W提升到了3.10 A/W。
陈景文[7]（2019）在《非极性面AlGaN/ZnO异质结偏振发光/探测双功能器件光电性质研究》文中认为偏振紫外发光与探测在紫外偏振曝光、宇宙背景辐射探测、大气分析等特种应用领域有着重要的应用价值。非极性a面ZnO材料,一方面因高的激子束缚能（60 meV）和宽的直接带隙（3.37 eV）适合制备紫外波段光电器件;另一方面因天然具有偏振光学各向异性适合制备对偏振敏感的光电器件。能同时发光和探测的双功能器件因结构更为简单和集成度高在多功能器件领域具有重要的应用前景。难以制备稳定可靠的p-ZnO使得p-（Al）GaN经常用作ZnO基发光二极管和探测器件的空穴注入层。为制备基于非极性a面ZnO材料的偏振发光、探测双功能器件,需研究解决高质量非极性a面p-AlGaN及n-ZnO材料制备困难;衬底/模板材料施加的应力对材料偏振光学性质影响规律;GaN/ZnO材料体系中为实现ZnO主导发光需引入异质插入层导致ZnO材料晶体质量恶化;发光和探测属于相反的光电转化过程,难以实现单片集成等诸多问题。本论文以非极性a面p-AlGaN/n-ZnO材料外延生长为基础,以实现光发射和光接收双功能器件模型为目标,利用优化的非极性面AlGaN和ZnO外延生长工艺改善表面形貌提高晶体质量;借助晶格失配的模板材料对ZnO施加不同面内应力以探索其光学各向异性调控规律;通过引入AlGaN电子阻挡层降低电子迁移率,增大ZnO区电子空穴波函数的空间重叠率;结合Crosslight软件模拟设计并实现基于隧穿效应和碰撞电离机制的反向发光LED,最终制备出可同时发光和探测的双工通信光电器件。本论文主要研究内容包括模板对上层ZnO材料光学各向异性的应力调控规律、基于p-AlGaN的ZnO异质结LED芯片制备、i-ZnO增强LED器件发光的微观机理研究和反向电压驱动下异质结LED的发光与探测机理。具体总结为以下三方面研究内容:（1）研究了非极性a面AlGaN材料的外延生长温度条件,并对其p型掺杂进行了研究。在其基础上异质外延了a-ZnO薄膜。通过材料表征、偏振光致荧光光谱、偏振拉曼光谱的表征,研究了其面内光学各向异性的调控规律。进一步研究了模板应力对MgxZn1-xO薄膜光学各向异性的调控规律以及MgZnO插入层对n-ZnO材料光学各向异性的影响;（2）对非极性a面p-AlGaN/n-ZnO异质结紫外LED的光电特性进行了研究分析,阐明了其反向发光机理及模板质量对器件最终性能的影响。另一方面,借助离轴电子全息技术,从微观电势层面对p-AlGaN/i-ZnO/n-ZnO异质结LED的发光增强机制进行了解释;（3）在Crosslight模拟仿真的基础上,设计并制备了同时具有发光和探测两个功能的双功能器件。对其反向发光和探测特性及机理进行了详细表征分析,并通过Crosslight模拟计算验证了其反向隧穿碰撞电离机制。最后,设计了一套基于光的信息发送、接收双工通信系统,并通过网页前端技术制作了仿真功能演示原型。以上研究内容的创新点体现在:（1）对基于可作为p型材料的GaN和AlGaN模板异质外延生长的非极性ZnO材料PL的偏振度进行了测量,揭示了a-GaN表面存在的明显周期性波动施加给ZnO的面内应力对光学各向异性的影响规律。进一步提出了非极性面半导体材料晶体质量的各向异性概念以定量地评估晶体质量面内各向异性与光学各向异性之间的关系。（2）制备了非极性a面p-AlGaN/n-ZnO异质结LED芯片器件,且观察到了反向偏压下该器件的隧穿碰撞电离发光。针对i-ZnO插入层对器件性能的增强,从微观层面,借助光谱表征、微观结构表征、静电势分布测试揭示了背后的增强机理。（3）制备出基于非极性a面ZnO材料的偏振发光、探测双功能器件。就器件结构而言,生长在透明蓝宝石衬底上的非极性a面p-（Al）GaN/i-ZnO/n-ZnO异质结器件尚未被报道过。
王宏彬[8]（2019）在《宽带隙MgxZn1-xO薄膜的制备及其性能研究》文中研究表明随着紫外光电技术在民用和军事等领域的发展,MgZnO作为新型三元固溶体宽带隙半导体材料备受关注。ZnO的带隙为3.3 eV,MgO的带隙为7.8 eV,理论上,MgZnO薄膜的带隙在3.37 eV至7.8 eV之间连续调节,能够实现深紫外到近紫外连续调节薄膜的光谱,是太阳盲区紫外光电探测器的最佳候选材料,已经成为当前研究的热点。但由于ZnO和MgO两者结构上的差异,无法连续固溶,目前报道纤锌矿结构MgxZn1-xO的最大带隙仅能达到4.28 eV,对应的Mg含量为x=0.36,不能满足日盲紫外探测的应用需求。为了提高Mg在ZnO中的固溶量,本文通过一种非稳态合成技术-激光烧结法制备MgZnO薄膜,选用石英和硅为衬底,系列地研究合成工艺对薄膜性能的影响,具体研究内容如下:1.研究了激光功率对Mg0.2Zn0.8O薄膜结构和光电特性的影响。研究发现,随着功率的升高,石英衬底上生长的MgZnO薄膜c轴取向生长强度逐渐提高,薄膜质量逐渐完善。当激光功率为53 W时,薄膜生长最优,且探测器性能最佳。但当激光功率到达60 W时,薄膜表面被破坏,MgZnO薄膜消失。MgZnO基紫外探测器的响应度逐渐增加,对应的峰值响应度从0.013 A/W增大至2.43 A/W,紫外可见抑制比从83.64增大到350.65。在30 V偏压下,硅衬底上MgZnO基探测器的暗电流仅为9 nA,紫外响应度为2.1 A/W,Ilight/Idark达到0.6×103,探测器具有优异的响应特性。2.研究了激光照射时间对Mg0.2Zn0.8O薄膜结构和光电特性的影响。研究发现,最佳的激光照射时间为30 s。当激光照射时间从10 s延长至30 s,MgZnO薄膜从多晶取向向单晶取向转变,且c轴取向生长强度逐渐增强,薄膜的结晶质量逐渐完善,但当激光照射时间为40 s时,薄膜表面被破坏。在30 V偏压下,MgZnO基探测器的光响应度从0.053 A/W增加到0.23 A/W。当激光照射时间为30 s时,器件的暗电流为78 nA,光电流为48μA,紫外探测器的信噪比达到三个数量级,硅衬底上制备的MgZnO基探测器的光响应度为1.78 A/W,具有优异的响应特性。3.研究了Mg2+掺杂浓度对MgZnO薄膜和光电性能的影响。研究表明,x=0.10.45时,MgxZn1-xO薄膜均为六方纤锌矿结构,晶粒呈六方柱生长,且（002）衍射峰向高角度方向偏移。石英衬底上薄膜的紫外吸收截止边从340 nm（x=0.1）偏移到295 nm（x=0.45）,出现明显的蓝移现象。当x=0.45时,硅衬底上制备的MgxZn1-xO基紫外光电探测器在290 nm处的响应度达到1.9 A/W,获得了具有响应特性的六方结构MgZnO薄膜探测器。
张峰[9]（2018）在《MgxZn1-xO薄膜带隙调节及紫外探测器光电性能研究》文中研究说明ZnO是Ⅱ-Ⅳ族宽带隙化合物半导体材料,因其优越的光电性质而受到广泛关注。更为重要的是,通过一定工艺在ZnO中掺入Mg,可调节MgZnO的带隙在3.37 e V-7.8 e V之间变化,涵盖整个紫外光区域,从而使MgZnO成为紫外光电器件的首选材料。但是,ZnO和MgO之间存在晶格失配,一定组分下会发生相分离,禁带宽度随组分将呈现非线性变化。如何实现MgZnO带隙的有效调节并在此基础上制备高性能紫外探测器件成为本领域研究热点。目前,为实现MgZnO在紫外区域的禁带宽度的可控调节,大多采用分子束外延,激光脉冲沉积,化学气相沉积等方式。与以上方式相比,磁控溅射技术具有成本低廉,易于大面积生长等优点。本文主要通过贴片共溅射技术实现MgxZn1-xO材料的带隙调节,研究Mg的注入对ZnMgO晶体结构和光电性能的影响,依据所得结果设计相应单相、混相MgZnO探测原型器件,并对其光电性能进行分析。主要研究内容如下:首先,进行了低Mg组分（Mg<30%）MgxZn1-xO薄膜带隙调节的工艺优化:采用贴片共溅射法在石英衬底上生长低Mg含量的MgxZn1-xO薄膜,研究工艺参数变化对生镁注入效率、薄膜晶体质量和光学性能的影响,结果表明当溅射功率为140 W,溅射氧氩比为14:46,溅射压强为0.5 Pa,退火温度为600℃时,Mg的注入效率可控性较好,ZnMgO禁带宽度在3.82 e V-4.09 e V区间可调,并能保持薄膜有较好的晶体质量和光学性能。其次,本文进行了高Mg组分MgxZn1-xO薄膜材料带隙的调节,在石英上生长了一系列不同宽带隙的MgxZn1-xO薄膜材料,我们发现随镁含量的增大,MgxZn1-xO薄膜带隙随镁含量呈非线性变化,成功实现了ZnMgO禁带宽度在4.03 e V-5.41 e V区间可调,并能保持薄膜有较好的晶体质量和光学性能。然后,将不同带隙MgxZn1-xO薄膜制备成紫外探测原型器件,研究了器件的光电响应特性,结果表明:器件的光谱响应截止波长随Mg含量变化呈线性变化,实现了一定Mg组分范围内器件截止波长的可控调节。最后,研究了退火和缓冲层处理对器件性能的影响,结果表明:退火有助于提高器件响应性能,对于高Mg镁组分器件,退火后响应度由0.12×10-3 A W-1提高到0.57×10-3 A W-1。另外,本实验制备了不同镁含量的混相MgxZn1-xO器件,器件的响应波段随镁含量的增加向短波方向移动;在此基础上又研究了缓冲层ZnO对器件性能的影响,发现相对于未生长ZnO缓冲层的MgxZn1-xO基光电导型器件的光谱响应,生长了缓冲层的器件响应度由0.12×10-3 A W-1提高到0.43 A W-1,提升了三个数量级,该现象充分说明了在石英玻璃上生长一层缓冲层能够提高器件的响应度。
黄志娟[10]（2018）在《溶胶—凝胶法制备的MgxZn1-xO紫外探测器》文中认为ZnO是一种II–VI族的宽禁带半导体材料,通过Mg的掺杂可以使其禁带宽度在3.3 e V到7.8 e V之间连续可调,由于在日盲区紫外探测方面具有广阔的应用前景,成为当前的研究热点。溶胶-凝胶法具有工艺过程简单,成膜均匀,便于掺杂的优点。因此本文利用溶胶-凝胶法制备了基于MgxZn1-xO的紫外探测器,研究了其光电特性,并通过引入缓冲层和表面修饰的方法提高其光响应特性,得到了以下结论:（1）沉积了一系列MgxZn1-xO（0≤x≤0.3）薄膜,并制备了金属-半导体-金属结构的紫外探测器,研究了Mg掺杂含量对薄膜质量和器件响应特性的影响。实验表明随着Mg掺杂含量的提高,薄膜吸收截止边逐渐向短波长移动,其禁带宽度相应的由3.27 e V增加至3.83 e V,但薄膜质量逐渐下降。同时,探测器的响应特性表明随着Mg掺杂含量的提高,器件光电流和暗电流随之减小,但响应速度明显提高。（2）在Mg0.3Zn0.7O深紫外探测器中引入了ZnO缓冲层。研究了高质量ZnO缓冲层对Mg0.3Zn0.7O薄膜的吸收谱和结晶特性以及探测器响应参数的影响。实验结果表明ZnO缓冲层的引入使Mg0.3Zn0.7O薄膜的紫外-可见光吸收谱有轻微的红移,但可以明显提高薄膜的结晶质量。同时ZnO/Mg0.3Zn0.7O探测器的I-V特性表明ZnO缓冲层的引入可以显着提高器件的光电流,改善其响应特性,在20 V偏压下将Mg0.3Zn0.7O探测器的响应度由0.035 A/W提高至0.63 A/W。（3）制备了石墨炔修饰的ZnO紫外探测器,研究了不同旋涂次数的石墨炔修饰对探测器性能的影响。实验结果表明,在365 nm紫外光（100μW/cm2）光照下,石墨炔修饰的ZnO探测器比未修饰的器件光电流提高4倍,暗电流下降70倍,同时探测器响应度和探测率也明显提高,其中旋涂2次的石墨炔修饰的器件特性为最优。在10 V偏压下,旋涂2次的石墨炔修饰的ZnO紫外探测器响应度高达1759 A/W,探测率高达4.23×1015 Jones,这是迄今为止报导过的溶胶凝胶法制备的ZnO紫外探测器探测率的最高值。
二、白宝石衬底上生长的Mg_xZn_(1-x)O晶体薄膜的结构和光学性能（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、白宝石衬底上生长的Mg_xZn_(1-x)O晶体薄膜的结构和光学性能（论文提纲范文）
（1）ZnO基多色光电探测器的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 半导体光电探测器探测原理及性能参数 |
| 1.2.1 光电探测器的探测原理 |
| 1.2.2 光电探测器的主要性能参数 |
| 1.3 多色光电探测器的分类 |
| 1.3.1 探测范围的分类 |
| 1.3.2 器件结构的分类 |
| 1.4 ZnO基半导体薄膜及其多色光电探测器的研究进展 |
| 1.4.1 ZnO基半导体的基本性质 |
| 1.4.2 ZnO基多色光电探测器的发展现状 |
| 1.5 ZnO基半导体及其多色光电探测器存在的问题 |
| 1.6 论文选题依据和主要内容 |
| 第2章 ZnO基薄膜光电探测器的制备和表征手段 |
| 2.1 ZnO基光电探测器的制备方法 |
| 2.1.1 射频磁控溅射技术 |
| 2.1.2 湿法刻蚀技术 |
| 2.2 薄膜器件的表征手段 |
| 2.2.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.2.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.3 吸收-透过光谱(A-T) |
| 2.2.4 霍尔效应(Hall mobility) |
| 2.2.5 光谱响应(R) |
| 2.2.6 光暗电流(I-V) |
| 2.2.7 响应时间(I-t) |
| 2.3 实验的方案设计 |
| 2.3.1 实验流程 |
| 2.3.2 实验设备和试剂 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 ZnO基薄膜及其紫外光电探测器的制备和性能研究 |
| 3.1 ZnO基薄膜的制备与表征 |
| 3.2 ZnO基紫外光电探测器的制备与性能研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 MgZnO/ZnO可见盲光电探测器的制备和性能研究 |
| 4.1 耗尽层宽度对Mg_(0.2)Zn_(0.8)O/ZnO可见盲光电探测器性能的调控 |
| 4.2 二维电子气对ZnO/Mg_(0.2)Zn_(0.8)O可见盲光电探测器性能的优化 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 MgZnO/ZnO日盲-可见盲光电探测器的制备和性能研究 |
| 5.1 异质外延对六方相Mg_(0.51)Zn_(0.49)O/ZnO日盲-可见盲光电探测器性能的优化 |
| 5.2 施加偏压对ZnO/混相Mg ZnO日盲-可见盲光电探测器内增益的调控 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 Mg_xZn_(1-x)O/Cu_xO紫外-可见/紫外-可见-近红外光电探测器的制备和性能研究 |
| 6.1 p-Cu_xO材料的制备和表征 |
| 6.2 ZnO/Cu_2O自供电紫外-可见光电探测器的制备与性能研究 |
| 6.3 MgZnO/CuO NW/Cu_2O紫外-可见-近红外光电探测器的制备与性能研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（2）过渡金属氧化物的物理性质调控及其在CdTe太阳电池中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 过渡金属氧化物的物理性质 |
| 1.2.1 半导体特性 |
| 1.2.2 磁有序 |
| 1.3 太阳电池基本原理 |
| 1.4 CdTe薄膜太阳电池 |
| 1.5 本论文主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 Mg_xZn_(1-x)O薄膜的物理性质调控 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Mg_xZn_(1-x)O薄膜的制备 |
| 2.3 真空热处理对Mg_xZn_(1-x)O薄膜的物理性质调控 |
| 2.3.1 表面物理性质 |
| 2.3.2 体材物理性质 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 Mg_xZn_(1-x)O薄膜在CdTe太阳电池中的应用研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 真空热处理Mg_xZn_(1-x)O薄膜对CdTe太阳电池的影响 |
| 3.2.1 Mg_xZn_(1-x)O缓冲层CdTe太阳电池的制备 |
| 3.2.2 Mg_xZn_(1-x)O缓冲层CdTe太阳电池的实验分析 |
| 3.2.3 Mg_xZn_(1-x)O缓冲层CdTe太阳电池输出特性的理论模拟 |
| 3.3 真空热处理Mg_xZn_(1-x)O薄膜在新结构CdTe太阳电池中的应用 |
| 3.3.1 Mg_xZn_(1-x)O薄膜作为缓冲层 |
| 3.3.2 Mg_xZn_(1-x)O薄膜作为窗口层 |
| 3.4 不同结构CdTe太阳电池少数载流子寿命的对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 TiO_2薄膜的物理性质调控及其在CdTe太阳电池中的应用研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 TiO_2薄膜的制备与表征 |
| 4.2.1 TiO_2薄膜的制备与真空热处理 |
| 4.2.2 真空热处理对TiO_2薄膜物理性质的影响 |
| 4.3 TiO_2前电极缓冲层CdTe太阳电池的制备与研究 |
| 4.3.1 TiO_2缓冲层对CdTe太阳电池基本性能参数的影响 |
| 4.3.2 TiO_2缓冲层对CdTe太阳电池载流子输运的影响 |
| 4.3.3 TiO_2缓冲层CdTe太阳电池输出特性的理论模拟 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 NiO反铁磁体的物理性质调控及其自旋-声子耦合效应研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 NiO纳米颗粒变温拉曼散射研究 |
| 5.2.1 不同晶粒尺寸NiO纳米颗粒的制备 |
| 5.2.2 NiO纳米颗粒的晶粒尺寸对物理性质的影响 |
| 5.2.3 NiO纳米颗粒的室温拉曼散射光谱 |
| 5.2.4 NiO反铁磁体声子色散关系的理论模拟 |
| 5.2.5 NiO纳米颗粒的变温拉曼散射光谱 |
| 5.3 NiO薄膜变温拉曼散射研究 |
| 5.3.1 NiO薄膜的制备 |
| 5.3.2 NiO薄膜的拉曼散射光谱 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（3）双层结构MgZnO日盲紫外探测器的设计、制备及特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 日盲紫外探测器简介与应用 |
| 1.2 半导体日盲紫外光电探测器器件 |
| 1.2.1 日盲紫外光电探测器的主要性能参数 |
| 1.2.2 日盲紫外光电探测器的分类 |
| 1.2.3 日盲紫外探测器薄膜材料的研究现状 |
| 1.2.4 日盲紫外探测器器件结构的研究现状 |
| 1.4 日盲紫外探测器存在的主要问题 |
| 1.5 论文的选题依据和研究内容 |
| 第2章 实验方法与表征手段 |
| 2.1 MgZnO薄膜材料 |
| 2.1.1 MgZnO半导体材料的物理特性 |
| 2.2 薄膜和探测器的制备 |
| 2.2.1 MgZnO薄膜制备 |
| 2.3 薄膜和探测器的表征 |
| 2.3.1 X射线衍射仪 |
| 2.3.2 紫外-可见透射和吸收光谱 |
| 2.3.3 表面轮廓扫描仪 |
| 2.3.4 扫描电子显微镜 |
| 2.4 MgZnO日盲紫外探测器的制备与性能测试 |
| 2.4.1 真空热蒸镀沉积系统 |
| 2.4.2 光刻工艺 |
| 2.4.3 光谱响应测试系统 |
| 2.4.4 瞬态响应测试系统 |
| 第3章 氧气压强对MgZnO薄膜特性的影响 |
| 3.1 MgZnO薄膜的制备 |
| 3.1.1 在不同氧气压强下制备MgZnO薄膜 |
| 3.2 氧气压强对石英衬底上MgZnO薄膜的影响 |
| 3.2.1 MgZnO薄膜的X射线衍射图谱和薄膜组分 |
| 3.2.2 MgZnO薄膜的光学性质 |
| 3.2.3 MgZnO日盲紫外探测器器件性能的表征 |
| 3.3 氧气压强对MgO衬底上MgZnO薄膜的影响 |
| 3.3.1 在不同氧气压强下制备MgZnO薄膜 |
| 3.3.2 MgZnO薄膜的X射线衍射图谱 |
| 3.3.3 MgZnO薄膜的光学性质 |
| 3.3.4 MgZnO日盲紫外探测器器件性能的表征 |
| 本章小结 |
| 第4章 生长温度对MgZnO薄膜特性的影响 |
| 4.1 MgZnO薄膜的制备 |
| 4.2 石英衬底上MgZnO薄膜的性质表征 |
| 4.2.1 MgZnO薄膜的X射线衍射图谱及EDS |
| 4.2.2 MgZnO薄膜的光学特性 |
| 4.2.3 MgZnO日盲紫外探测器器件性能的表征 |
| 4.3 MgO衬底上MgZnO薄膜特性的表征 |
| 4.3.1 MgZnO薄膜的X射线衍射图谱 |
| 4.3.2 MgZnO薄膜的结晶质量 |
| 4.3.3 MgZnO薄膜的光学特性及薄膜组分 |
| 4.3.4 MgZnO薄膜日盲紫外探测器器件性能的表征 |
| 本章小结 |
| 第5章 双层结构MgZnO日盲紫外探测器 |
| 5.1 双层结构MgZnO日盲紫外探测器制备工艺 |
| 5.2 MgZnO薄膜的X射线衍射图谱 |
| 5.3 MgZnO薄膜的光学性质 |
| 5.4 MgZnO日盲紫外探测器器件性能表征 |
| 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 导师评语 |
| 答辩委员会决议书 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（4）MgxZn1-xO薄膜、纳米棒阵列的制备及其日盲紫外探测性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 日盲紫外探测器简介与应用 |
| 1.2 MgZnO材料的基本性质 |
| 1.2.1 ZnO的基本性质 |
| 1.2.2 MgZnO的基本特性 |
| 1.3 MgZnO日盲紫外探测器材料的研究现状 |
| 1.3.1 日盲紫外探测器的研究现状 |
| 1.3.2 MgZnO薄膜型日盲紫外探测器材料的研究现状 |
| 1.3.3 MgZnO阵列型日盲紫外探测器材料的研究现状 |
| 1.4 MgZnO日盲紫外探测器目前存在的主要问题 |
| 1.5 论文的选题依据和研究内容 |
| 第2章 材料制备与表征方法 |
| 2.1 材料制备 |
| 2.1.1 脉冲激光沉积 |
| 2.1.2 化学气相沉积 |
| 2.2 样品表征 |
| 2.2.1 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.2 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.2.3 紫外-可见透过光谱(UV—VIS) |
| 2.2.4 表面轮廓扫描仪(台阶仪) |
| 2.2.5 原子力显微镜(AFM) |
| 2.2.6 光致发光光谱(PL) |
| 2.2.7 电阻式真空热蒸镀系统 |
| 2.3 紫外光探测器光响应测试系统 |
| 第3章 MgZnO薄膜的制备 |
| 3.1 Mg_(0.7)Zn_(0.3)O靶材生长MgZnO薄膜 |
| 3.1.1 不同衬底温度对MgZnO薄膜的影响 |
| 3.1.2 不同氧气压强对MgZnO薄膜的影响 |
| 3.2 Mg_(0.5)Zn_(0.5)O靶材生长MgZnO薄膜 |
| 3.2.1 不同衬底温度对MgZnO薄膜的影响 |
| 3.2.2 不同氧气压强对MgZnO薄膜的影响 |
| 3.3 Mg_(0.3)Zn_(0.7)O靶材生长MgZnO薄膜 |
| 3.3.1 不同衬底温度对MgZnO薄膜的影响 |
| 3.3.2 氧气流量改变对MgZnO薄膜的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 ZnO、MgZnO纳米棒阵列的制备 |
| 4.1 纳米棒阵列的生长工艺及机理 |
| 4.1.1 ZnO纳米棒阵列的生长工艺及机理 |
| 4.1.2 MgZnO纳米棒阵列的生长工艺及机理 |
| 4.2 ZnO晶种层薄膜厚度对ZnO纳米棒阵列的影响 |
| 4.2.1 PLD法制备不同厚度ZnO晶种层薄膜 |
| 4.2.2 晶种层厚度对ZnO纳米棒阵列生长的影响 |
| 4.3 MgZnO晶种层薄膜相组织对ZnO纳米棒阵列的影响 |
| 4.3.1 晶种层相组织对ZnO纳米棒阵列生长的影响 |
| 4.3.2 退火对不同相组织晶种层的影响 |
| 4.4 不同Mg掺杂量对MgZnO纳米棒阵列的影响 |
| 4.4.1 MgZnO(2:5)纳米棒阵列的生长 |
| 4.4.2 MgZnO(1:1)纳米棒阵列的生长 |
| 4.4.3 MgZnO(2:1)纳米棒阵列的生长 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 MgZnO薄膜、纳米棒阵列日盲紫外探测性能研究 |
| 5.1 紫外探测器制备工艺 |
| 5.1.1 薄膜型紫外探测器制备工艺 |
| 5.1.2 纳米棒阵列型紫外探测器制备工艺 |
| 5.2 MgZnO薄膜型日盲紫外探测器性能研究 |
| 5.3 ZnO纳米棒阵列型探测器性能研究 |
| 5.3.1 电极间距对紫外探测器性能的影响 |
| 5.3.2 偏置电压对紫外探测器性能的影响 |
| 5.4 MgZnO纳米棒阵列型探测器性能研究 |
| 5.4.1 MgZnO(2:5)纳米棒阵列探测器性能研究 |
| 5.4.2 MgZnO(1:1)纳米棒阵列探测器性能研究 |
| 5.4.3 MgZnO(2:1)纳米棒阵列探测器性能研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 导师评语 |
| 答辩委员会决议书 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间相关的科研项目与研究成果 |
| 一、科研项目 |
| 二、研究成果 |
（5）氧化锌基倒置QLED器件结构的界面调控研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1. 前言 |
| 1.2. 全无机钙钛矿量子点(IPQDs)的简介 |
| 1.2.1. IPQDs的合成和晶体结构 |
| 1.2.2. IPQDs的发光机理及存在的问题 |
| 1.2.2.1. IPQDs的发光机理 |
| 1.2.2.2. IPQDs存在的问题 |
| 1.2.3. IPQDs薄膜的制备工艺 |
| 1.2.3.1. 浸渍提拉法 |
| 1.2.3.2. 旋转涂布法 |
| 1.2.3.3. 喷墨打印法 |
| 1.2.3.4. 化学气相沉积法 |
| 1.3. QLED器件的基本理论 |
| 1.3.1. QLED的发光机理和器件结构 |
| 1.3.2. QLED的电极和功能层材料 |
| 1.3.3. QLED的界面特性 |
| 1.4. QLED器件的研究进展 |
| 1.5. 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 CsPbBr_3发光层的优化及其倒置QLED器件的制备 |
| 2.1. 倒置QLED器件的研究进展 |
| 2.2. 实验过程 |
| 2.2.1. 纳米ZnO的合成和表征 |
| 2.2.2. CsPbBr_3量子点的合成和表征 |
| 2.2.3. 实验材料与仪器 |
| 2.3. 结果与讨论 |
| 2.3.1. CsPbBr_3 QD发光层的优化 |
| 2.3.1.1. 量子点的清洗 |
| 2.3.1.2. 量子点的分散溶剂 |
| 2.3.1.3. 量子点与小分子材料C8-BTBT的复合钝化 |
| 2.3.2. 倒置QLED器件的制备和优化 |
| 2.3.2.1. 空穴传输层材料的优化选择 |
| 2.3.2.2. 整流二极管特性的研究 |
| 2.3.2.3. C8-BTBT/CsPbBr_3复合发光层的QLED器件性能的研究 |
| 2.4. 本章小结 |
| 第三章 倒置QLED器件中氧化锌电子传输层的镁掺杂效应 |
| 3.1. 引言 |
| 3.2. 实验过程 |
| 3.2.1. 纳米Mg_xZn_(1-x)O及CsPbBr_3量子点的合成 |
| 3.2.2. Mg_xZn_(1-x)O及C8-BTBT/CsPbBr_3复合薄膜的制备 |
| 3.2.3. 实验材料及仪器 |
| 3.3. 结果与讨论 |
| 3.3.1. 电子传输层Mg_xZn_(1-x)O薄膜的表面特性 |
| 3.3.2. 界面调控对载流子传输特性的影响 |
| 3.3.3. 衬底对发光层薄膜的荧光特性影响 |
| 3.4. 本章小结 |
| 第四章 ZnO薄膜的表面极性调控 |
| 4.1. 引言 |
| 4.2. 实验过程 |
| 4.2.1. 纳米ZnO及CsPbBr_3量子点的合成 |
| 4.2.2. PETS自组装单分子层修饰ZnO薄膜的制备 |
| 4.2.3. 实验材料及仪器 |
| 4.3. 结果与讨论 |
| 4.3.1. 不同浓度的PETS对ZnO薄膜表面极性的影响 |
| 4.3.2. PETS修饰ZnO薄膜前后的表征分析 |
| 4.3.3. ZnO薄膜修饰对QD薄膜光致发光和稳定性的影响 |
| 4.4. 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1. 论文总结 |
| 5.2. 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附表1 实验中主要使用材料一览表 |
| 附表2 实验中主要使用仪器一览表 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（6）ZnO基双色探测器的制备及研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 ZnO基半导体薄膜及双色探测器简介 |
| 1.3 ZnO基双色探测器的研究现状 |
| 1.4 双色探测器存在的问题 |
| 1.5 论文选题依据和主要内容 |
| 第二章 ZnO基薄膜及其双色探测器的制备和表征方法 |
| 2.1 ZnO基薄膜的制备与表征方法 |
| 2.1.1 射频磁控技术简介 |
| 2.1.2 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.1.3 吸收与透过光谱(A-T) |
| 2.1.4 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2 ZnO基双色探测器的制备与表征方法 |
| 2.2.1 湿法刻蚀工艺简介 |
| 2.2.2 光电流与暗电流(I-V) |
| 2.2.3 响应度测试系统 |
| 第三章 双层膜结构双色探测器的制备和性能表征 |
| 3.1 不同溅射功率对双层膜结构双色探测器的影响 |
| 3.2 MgZnO/ZnO与 ZnO/MgZnO双层膜结构双色探测器的差异性研究 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 三明治结构双色探测器的制备和性能表征 |
| 4.1 不同衬底温度对三明治结构双色探测器的影响 |
| 4.2 三明治结构双色探测器的性能研究 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 混相结构双色探测器的制备和性能表征 |
| 5.1 ZnO/MgZnO高组分混相结构的双色探测器的制备和研究 |
| 5.2 金属电极宽度对混相结构双色探测器性能的影响 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在学期间学术成果情况 |
（7）非极性面AlGaN/ZnO异质结偏振发光/探测双功能器件光电性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.3 面临的主要问题及研究思路 |
| 1.4 本论文的特色及创新之处 |
| 1.5 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 非极性面AlGaN/ZnO异质结的实验研究方法 |
| 2.1 材料外延生长技术 |
| 2.2 材料结构表征方法 |
| 2.3 表面形貌表征方法 |
| 2.4 光学性质表征方法 |
| 2.5 电学性质表征方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 非极性a面 AlGaN及Mg_xZn_(1-x)O材料生长研究 |
| 3.1 非极性a面 AlGaN材料生长及p型掺杂 |
| 3.2 模板应力调控下的a-Zn O材料生长及偏振光学性质 |
| 3.3 模板应力调控下的a-Mg_(0.1)ZnO材料生长及偏振光学性质 |
| 3.4 Mg_xZn_(1-x)O插入层应力调控下的n型 a-Zn O材料生长及偏振光学性质 |
| 3.5 PS球自组装增强PL |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 非极性a面 p-AlGaN/n-ZnO异质结紫外LED器件制备与性能研究 |
| 4.1 基于p-AlGaN模板的n-ZnO材料生长与表征 |
| 4.2 p-AlGaN/n-ZnO异质结LED芯片工艺制程 |
| 4.3 p-AlGaN/n-ZnO异质结光电性能表征 |
| 4.4 p-AlGaN/i-ZnO/n-ZnO异质结LED光电性能 |
| 4.5 MgO或 i-ZnO对非极性a面 p-AlGaN/n-ZnO异质结EL发光性能的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 非极性a面 p-AlGaN/i-ZnO/n-ZnO异质结双功能器件制备与性能研究 |
| 5.1 p-AlGaN/i-ZnO/n-ZnO异质结器件 |
| 5.2 PIN异质结的反向发光和探测特性 |
| 5.3 反向偏压下的隧穿发光机理 |
| 5.4 反向偏压下PIN异质结的发光/探测模型实例 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本论文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表的研究成果 |
| 附录2 攻读博士学位论文期间申请的专利 |
| 附录3 攻读博士学位论文期间参与的科研项目 |
（8）宽带隙MgxZn1-xO薄膜的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的目的和意义 |
| 1.2 MgZnO薄膜基本性质 |
| 1.3 MgZnO半导体薄膜材料的研究现状 |
| 1.4 Mg_xZn_(1-x)O薄膜材料的制备方法 |
| 1.4.1 脉冲激光沉积(PLD) |
| 1.4.2 金属有机物气相沉积(MOCVD) |
| 1.4.3 磁控溅射(Magnetron Sputter) |
| 1.4.4 分子束外延(MBE) |
| 1.4.5 溶胶-凝胶法(Sol-gel) |
| 1.4.6 化学气相沉积(CVD) |
| 1.5 MgZnO基紫外探测目前的问题 |
| 1.6 论文的选题依据和研究内容 |
| 第二章 样品的制备与表征 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 实验及测试设备 |
| 2.3 Mg_xZn_(1-x)O薄膜的制备 |
| 2.4 MgZnO薄膜的测试与表征 |
| 2.5 MgZnO基紫外探测器的制备和表征 |
| 2.5.1 射频磁控溅射法制备金属膜 |
| 2.5.2 薄膜器件的光刻工艺 |
| 2.5.3 MSM结构器件制备 |
| 2.5.4 探测器的光电性能测试 |
| 第三章 激光功率对Mg ZnO薄膜和探测器性能的影响 |
| 3.1 激光功率对MgZnO薄膜性能的影响 |
| 3.1.1 激光功率对石英衬底上MgZnO薄膜性能的影响 |
| 3.1.2 激光功率对硅片衬底上MgZnO薄膜特性的影响 |
| 3.2 激光功率对探测器光电响应特性的影响 |
| 3.2.2 石英衬底上紫外探测器光响应特性 |
| 3.2.3 硅片衬底上MgZnO薄膜紫外光响应特性 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 激光照射时间对MgZnO薄膜和探测器性能的影响 |
| 4.1 激光照射时间对MgZnO薄膜特性的影响 |
| 4.1.1 激光照射时间对石英衬底上MgZnO薄膜特性的影响 |
| 4.1.2 激光照射时间对硅片衬底上MgZnO薄膜特性的影响 |
| 4.2 激光照射时间对MgZnO薄膜紫外光电响应特性的影响 |
| 4.2.2 石英衬底上MgZnO薄膜紫外光响应特性 |
| 4.2.3 硅片衬底上MgZnO薄膜紫外光响应特性 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 Mg含量对Mg ZnO薄膜和探测器性能的影响 |
| 5.1 Mg含量对Mg_xZn_(1-x)O薄膜特性的影响 |
| 5.1.1 Mg含量对石英衬底上Mg_xZn_(1-x)O薄膜特性的影响 |
| 5.1.2 Mg含量对硅片衬底上Mg_xZn_(1-x)O薄膜特性的影响 |
| 5.2 Mg含量对Mg_xZn_(1-x)O薄膜紫外光电响应特性的影响 |
| 5.2.1 石英衬底上Mg_xZn_(1-x)O薄膜紫外光响应特性 |
| 5.2.2 硅片衬底上Mg_xZn_(1-x)O薄膜紫外光响应特性 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学期间学术成果 |
| 致谢 |
（9）MgxZn1-xO薄膜带隙调节及紫外探测器光电性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 紫外探测器研究的背景和意义 |
| 1.2 ZnO基材料的性质 |
| 1.3 Mg_xZn_(1-x)O合金材料的基本性质 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 Mg_xZn_(1-x)O材料国外研究现状 |
| 1.4.2 Mg_xZn_(1-x)O材料国内研究现状 |
| 1.5 本论文研究目的和主要研究内容 |
| 第2章 Mg_xZn_(1-x)O薄膜的制备技术和表征分析方法 |
| 2.1 实验方法与实验设备 |
| 2.1.1 磁控溅射装置 |
| 2.1.2 热退火设备 |
| 2.1.3 实验原料 |
| 2.2 薄膜质量与性能表征 |
| 2.2.1 薄膜结构与成分表征 |
| 2.2.2 薄膜的表面形貌表征 |
| 2.2.3 薄膜的电学性能表征 |
| 2.2.4 薄膜的光学性能表征 |
| 2.3 器件的光电性能表征 |
| 2.3.1 电化学工作站 |
| 2.3.2 光电响应测试 |
| 第3章 低Mg组分Mg_xZn_(1-x)O薄膜带隙调节及性能研究 |
| 3.1 溅射生长参数对Mg_xZn_(1-x)O薄膜带隙调节的研究 |
| 3.1.1 溅射功率对Mg_xZn_(1-x)O薄膜带隙调节的影响 |
| 3.1.2 溅射氧氩比Mg_xZn_(1-x)O薄膜带隙调节的影响 |
| 3.1.3 溅射压强对Mg_xZn_(1-x)O薄膜带隙调节的影响 |
| 3.2 退火温度对Mg_xZn_(1-x)O薄膜带隙调节及薄膜质量的影响 |
| 3.2.1 退火温度对Mg_xZn_(1-x)O薄膜结构成分的影响 |
| 3.2.2 退火温度对Mg_xZn_(1-x)O薄膜表面形貌的影响 |
| 3.2.3 退火温度对Mg_xZn_(1-x)O薄膜材料光学性能的影响 |
| 3.2.4 退火温度对Mg_xZn_(1-x)O薄膜电学性能的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 高Mg组分Mg_xZn_(1-x)O薄膜制备及带隙调节研究 |
| 4.1 高Mg组分Mg_xZn_(1-x)O薄膜材料的制备 |
| 4.2 Mg_xZn_(1-x)O薄膜结构质量及带隙变化分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 Mg_xZn_(1-x)O基光电导结构材料制备及性能研究 |
| 5.1 光电导型器件的结构设计及响应谱分析测试 |
| 5.1.1 热退火对器件光电响应的影响 |
| 5.1.2 Mg组分对光电导型器件性能的影响 |
| 5.1.3 ZnO缓冲层对光电导型器件的影响 |
| 5.2 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）溶胶—凝胶法制备的MgxZn1-xO紫外探测器（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 Mg_xZn_(1-x)O材料概述 |
| 1.2.1 ZnO材料的晶格结构 |
| 1.2.2 Mg_xZn_(1-x)O材料的基本性质 |
| 1.3 基于Mg_xZn_(1-x)O的紫外光探测器 |
| 1.3.1 紫外光探测器的分类 |
| 1.3.2 紫外探测器的主要参数 |
| 1.4 Mg_xZn_(1-x)O紫外探测器的研究进展 |
| 1.4.1 ZnO紫外探测器的研究进展 |
| 1.4.2 Mg_xZn_(1-x)O紫外探测器的研究进展 |
| 1.5 本文选题的依据和研究内容 |
| 第2章 探测薄膜与器件的制备与测试 |
| 2.1 溶胶凝胶技术 |
| 2.1.1 溶胶-凝胶法的工艺过程 |
| 2.1.2 溶胶-凝胶技术的特点 |
| 2.1.3 溶胶-凝胶技术的影响因素 |
| 2.2 薄膜材料的表征 |
| 2.2.1 X射线衍射谱(XRD) |
| 2.2.2 紫外/可见分光光度计 |
| 2.2.3 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3 薄膜探测器的制备 |
| 2.3.1 半导体薄膜的制备 |
| 2.3.2 电极的制备 |
| 2.4 紫外探测器的测试方法 |
| 本章小结 |
| 第3章 Mg含量对MgxZn1-x O薄膜与紫外探测器的影响 |
| 3.1 Mg_xZn_(1-x)O薄膜与探测器的制备 |
| 3.2 掺杂含量对Mg_xZn_(1-x)O薄膜的影响 |
| 3.3 掺杂含量对Mg_xZn_(1-x)O薄膜探测器的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 ZnO缓冲层对Mg_(0.3)Zn_(0.7)O紫外探测器的影响 |
| 4.1 薄膜与器件的制备 |
| 4.2 ZnO缓冲层对Mg_(0.3)Zn_(0.7)O薄膜的影响 |
| 4.3 ZnO缓冲层对Mg_(0.3)Zn_(0.7)O紫外探测器的影响 |
| 本章小结 |
| 第5章 石墨炔修饰的ZnO紫外探测器 |
| 5.1 材料与器件的制备 |
| 5.2 薄膜材料的表征 |
| 5.3 石墨炔修饰的ZnO紫外探测器 |
| 5.3.1 石墨炔修饰的探测器的光响应测试 |
| 5.3.2 石墨炔修饰的探测器的工作原理 |
| 5.3.3 沟道宽度对紫外探测器的影响 |
| 5.3.4 石墨炔修饰的探测器的性能参数 |
| 本章小结 |
| 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
四、白宝石衬底上生长的Mg_xZn_(1-x)O晶体薄膜的结构和光学性能（论文参考文献）
- [1]ZnO基多色光电探测器的制备及性能研究[D]. 周璇. 长春理工大学, 2021(01)
- [2]过渡金属氧化物的物理性质调控及其在CdTe太阳电池中的应用[D]. 王东明. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [3]双层结构MgZnO日盲紫外探测器的设计、制备及特性研究[D]. 张豪杰. 深圳大学, 2020(01)
- [4]MgxZn1-xO薄膜、纳米棒阵列的制备及其日盲紫外探测性能研究[D]. 王庆. 深圳大学, 2020(10)
- [5]氧化锌基倒置QLED器件结构的界面调控研究[D]. 陈幸福. 合肥工业大学, 2020(02)
- [6]ZnO基双色探测器的制备及研究[D]. 杨笑江. 长春理工大学, 2019(01)
- [7]非极性面AlGaN/ZnO异质结偏振发光/探测双功能器件光电性质研究[D]. 陈景文. 华中科技大学, 2019(03)
- [8]宽带隙MgxZn1-xO薄膜的制备及其性能研究[D]. 王宏彬. 长春理工大学, 2019(01)
- [9]MgxZn1-xO薄膜带隙调节及紫外探测器光电性能研究[D]. 张峰. 哈尔滨工业大学, 2018(01)
- [10]溶胶—凝胶法制备的MgxZn1-xO紫外探测器[D]. 黄志娟. 北京理工大学, 2018(07)