博士论文-注砷ZnO晶体的导电机制与点缺陷结构的漫散射研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 苑梦尧
|
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2012 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 姜晓明 ; 王焕华 |
| 关键词 | 注砷ZnO p型 导电机制 点缺陷 X射线漫散射 |
| 学位专业 | 凝聚态物理 |
| 中文摘要 | 作为下一代光电子器件的核心材料，ZnO具有很高的可见光透过率，是新一代直接带隙的宽禁带半导体，在很多方面具有比GaN更优越的性能。其中，最重要的一个优势是其自由激子束缚能高达60 meV，远高于GaN（26 meV），更适合用作室温或更高温度下的紫外发光材料。另外，ZnO的来源丰富、价格低廉。这些优点使ZnO成为制备高亮度、高效率、低阈值激光器和紫外发光二极管的理想材料，并在短波长光电子器件领域具有诱人的应用前景。而近年来，紫外波段的发光二极管和激光器已成为半导体光电子器件研究的热点。但是，由于晶体的本征结构缺陷和自补偿效应，p型ZnO很难制备，且容易退化。因此，得到可重复制备的稳定的p型ZnO是ZnO广泛应用的关键所在。; 离子注入技术可实现高质量重复掺杂，精确地控制掺杂总剂量和掺杂深度。为了揭示p型ZnO的导电机制，我们利用离子注入方法制备了p型掺砷ZnO（ZnO:As）晶体，并利用DISCUS软件建立了ZnO:As晶体模型，模拟计算了掺杂浓度对晶体微结构的影响。; 缺陷结构和演变对半导体材料的性能具有决定性的影响，而X射线漫散射是一种无损表征晶体中缺陷结构的有力手段，可给出缺陷的类型、浓度、分布、迁移和缺陷团的尺寸等结构信息。所以，我们首次将X射线漫散射方法应用于p型ZnO的微结构研究，同时结合其他多种同步辐射X射线方法表征研究了ZnO:As晶体中的缺陷结构。; 研究结果表明：未退火的ZnO:As晶体中，注入的As离子同时出现在晶格Zn位、O位和间隙位，晶体中的缺陷以离散点缺陷和位错环的形式存在，表现为n型。退火后，As更偏向于占据晶格Zn位，其相关缺陷主要以受主缺陷团AsZn-2VZn的形式存在，缺陷团的尺寸随注入剂量的增加而减小，浓度随注入剂量的增加而增加；当受主缺陷团AsZn-2VZn的浓度超过施主缺陷浓度时，晶体可实现导电类型转变，呈现p型。X射线漫散射方法表征了ZnO:As晶体中离散点缺陷的迁移和聚集，为以AsZn-2VZn为基础的导电机制提供了进一步的实验支持。; |
| 学科主题 | 凝聚态物理 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/209642]  |
| 专题 | 多学科研究中心_学位论文和出站报告 高能物理研究所_多学科研究中心 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 苑梦尧. 博士论文-注砷ZnO晶体的导电机制与点缺陷结构的漫散射研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2012. |
入库方式： OAI收割
来源：高能物理研究所
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