本项目选取具有稳定p型半导体特性的宽带隙铜铁矿相CuAlO2薄膜材料为研究对象,针对CuAlO2薄膜结晶困难、易发生相变,价带顶能级深,价带电子结构局域化且存在强各向异性特性等关键基础科学问题,提出采用磁控溅射技术,基底原位高温加热"一步法"(无需退火)制备高度结晶纯相菱形六面体结构CuAlO2薄膜,揭示Cu-Al-O系薄膜的晶化机理及相变演化规律;综合运用能带补偿(Cu-O/CuAlO2合金化)/带边修饰(引入Cu2+ 3d9轨道),杂质掺杂(S替代O)手段协同调控CuAlO2薄膜的光电性能,研究杂质在CuAlO2薄膜中的存在形态、含量及对光电性能的影响规律;研制p-CuAlO2/n-ZnO异质结薄膜发光晶体管器件,同时实现双极场效应调制和蓝-紫光可调发光功能,阐明材料微观结构和性能与器件功能的内在关联和规律。本项目的实施将对发展宽带隙p型半导体材料和透明光电子器件具有重要的指导意义。
英文主题词Metal-oxide semiconductor;CuAlO2 thin film;Optical and electrical;Synergistic modulation;Light-emitting transistor