提出了一种超声喷雾辅助化学气相沉积技术,通过超声波雾化含有薄膜组分的源溶液产生雾气源,并由载气输送至特殊设计的反应室,发生热分解生成薄膜。改善了超声喷雾热分解工艺的生长控制精度和工艺稳定性。同时,以无机盐水溶液代替金属有机源,还避免了MOCVD 法MO 源成本较高、有毒且很容易预反应的问题。以多种含N气体(N2,NH3,N2O)作为N掺杂源,通过特殊退火工艺,制备了低阻p型导电ZnO薄膜。通过XPS、同步辐射XANES等手段深入分析了N掺杂ZnO薄膜的电学机理,给出了相应的理论模型。并在此基础上实现了ZnO基同质p-n结LED器件的电注入发光,发光光谱由位于380nm带边发射和位于570nm的深能级缺陷发光两部分组成。但所制备的ZnO基LED器件发光效率很低,发光功率尚无法测出。另外,在进行ZnO基薄膜材料生长与发光器件研究的同时,项目还进行了ZnO纳米棒的低温溶液发生长研究。特别是在GaAs衬底上通过插入ZnO薄膜层,获得了一维纳米棒和二维薄膜构成的杂化结构LED器件,室温下观测到明显的电注入发光。 项目执行中发表SCI索引文章14篇。做国际会议邀请报告一次。
英文主题词ZnO;thin film; carrier transport mechanism; luminescence mechanism; doping