国家自然科学基金(50532070)
- 作品数：26 被引量：68H指数：5
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- ZnO/Si(111)界面结构的同步辐射掠入射X射线衍射研究被引量：3
- 2007年
- 在不同的衬底温度下,用脉冲激光沉积(PLD)方法制备了c轴高度取向的ZnO薄膜.采用同步辐射掠入射X射线衍射(GID)技术研究了ZnO薄膜与Si(111)衬底的界面结构.GID结果表明:不管衬底温度是500℃还是300℃,在无氧气氛下用PLD方法制备的ZnO外延膜均处于压应力状态,且随着X射线探测深度的增加,应力增大.结合常规X射线衍射技术,计算了薄膜内的双轴应力;给出了样品的泊松比和c/a值,得出两样品均接近理想的六方密堆积结构,偏离标准的ZnO值.综合各方面实验结果,说明衬底温度控制在500℃时生长的ZnO薄膜具有较好的晶体质量.
- 赵朝阳李锐鹏孙柏徐彭寿张国斌潘国强
- 关键词：ZNOPLD
- 碳化硅表面锌的吸附及其热氧化的同步辐射光电子能谱研究
- 2006年
- 利用同步辐射光电子能谱(Synchrotronradiationphotoelectronspectroscopy,SRPES)和X射线光电子能谱(X-rayphotoelectronspectroscopy,XPS)技术,研究了金属Zn在6H-SiC表面的吸附和热氧化以及ZnO/SiC的界面形成过程。研究结果表明,在SiC表面沉积金属Zn的初始阶段,Zn可以夺取SiC衬底表面残留的氧并与之成键。随着Zn覆盖度的增加,表面具有金属特性。在2.0×10-4Pa的氧气氛中180℃温度退火下,覆盖的Zn会被部分氧化形成ZnO,还有部分Zn因其在真空中的低蒸发温度而逸出表面。在同样的氧气氛中600℃温度退火后,覆盖的金属Zn全部被氧化而生成ZnO。在氧气氛中退火时,衬底也会轻度氧化,从而导致在ZnO/SiC界面处存在一层很薄的Si的氧化层。根据得到的光电子能谱的实验结果,计算出ZnO/SiC异质结的价带偏移为1.1eV。
- 徐彭寿孙柏邹崇文武煜宇潘海斌徐法强
- 关键词：锌热氧化光电子能谱
- Au/n-ZnO/p-SiC紫外探测器的研制和特性分析被引量：3
- 2007年
- 采用宽禁带半导体n-ZnO和金属Au作肖特基接触,n-ZnO和同为宽禁带半导体p-SiC形成异质结,Ti,Ni,Ag合金作背底形成欧姆接触,研制出Au/n-ZnO/p-SiC结构的紫外探测器.测试分析了该器件的光谱响应特性,响应范围为200～400nm,在室温和一定反偏压下,响应峰值为313nm,半宽为65nm.同时测试分析了该器件的I-V特性,室温下,反向工作电压大于5V,反向击穿电压为70V.实验表明,此结构紫外探测器具有良好的紫外响应特性以及较低的反向漏电流和结电容.
- 何广宏谢家纯郭俊福李雪白钟声林碧霞傅竹西
- 关键词：宽禁带肖特基光谱响应紫外探测
- SiC缓冲层对Si表面生长的ZnO薄膜结构和光电性能的改善被引量：3
- 2009年
- 用脉冲激光沉积(PLD)技术制备了ZnO/SiC/Si和ZnO/Si薄膜并制成了紫外探测器。利用X射线衍射(XRD),光致发光(PL)谱,I-V曲线和光电响应谱对薄膜的结构和光电性能进行了研究。实验结果表明:SiC缓冲层改善了ZnO薄膜的结晶质量和光电性能,其原因可能是SiC作为柔性衬底能够减少ZnO与Si之间大的晶格失配和热失配导致的界面缺陷和界面态。
- 康朝阳赵朝阳刘峥嵘孙柏唐军徐彭寿谢家纯
- 关键词：ZNO薄膜SI(111)衬底光电性能
- 衬底温度对PLD方法生长的ZnO薄膜结构和发光特性的影响被引量：11
- 2006年
- 在不同的衬底温度下,通过脉冲激光淀积的方法在Si衬底上生长出c轴高度取向的ZnO薄膜．ZnO薄膜的结构和表面形貌通过X射线衍射和原子力显微镜表征．同时以He-Cd激光和同步辐射作为激发源来测试样品的发光特性．实验结果表明,在衬底温度为500℃时生长的ZnO薄膜具有非常好的晶体质量,并且表现出很强的紫外发射．在用同步辐射为激发源的低温(18K)光致发光谱中,还观察到了一个位于430nm处的紫光发射,我们认为这个紫光发射与存在于晶粒间界的界面势阱所引起的缺陷态有关,这个势阱可能起源于Zn填隙(Zni)．
- 孙柏邹崇文刘忠良徐彭寿张国斌
- 关键词：ZNO脉冲激光淀积光致发光
- ZnO/Si异质结的光电转换特性研究被引量：5
- 2008年
- 利用直流反应溅射方法在p型Si衬底上生长掺Al的n型ZnO薄膜,测量了由n型ZnO薄膜和p型Si衬底组成的异质结在黑暗和光照条件下的I-V特性,结果表明该异质结具有优良的整流特性,而且在光照条件下的反向电流迅速增大并很快趋于饱和.通过测量ZnO薄膜的光电流和异质结的光电压的光谱响应,初步分析了异质结的光电转换机理.测量结果显示,在入射光波长为380nm时光电流强度明显下降,反映出光电流与ZnO薄膜禁带宽度的密切关系;同时还发现,在与ZnO禁带宽度相对应的波长前后所产生的光生电压方向相反.推测这一现象与异质结的能带结构密切相关.
- 张伟英邬小鹏孙利杰林碧霞傅竹西
- 关键词：ZNO薄膜异质结光电转换光谱响应
- PLD生长的ZnO薄膜的微结构及其发光特性研究被引量：3
- 2006年
- 在不同的衬底温度下,通过脉冲激光淀积(PLD)方法在Si衬底上生长出c轴高度取向的ZnO薄膜。ZnO薄膜的结构分别通过X射线衍射(XRD)和广延X射线吸收精细结构(EXAFS)来表征,而表面成份和化学态则通过X射线光电子能谱来研究。利用光致发光(PL)来研究样品的发光特性。XRD结果和EXAFS结果都表明了500℃时生长的ZnO薄膜的结晶性比300℃时生长的要好。EXAFS结果和XPS结果显示,300℃时生长的ZnO薄膜处于富氧状态,而500℃时生长的则处于缺氧状态。结合XRD谱、EXAFS谱、XPS谱和PL谱的结果可以看到:随着ZnO薄膜的结晶性变好,它的紫外发光增强;另一方面,随着ZnO薄膜中O的含量减少,绿光发射变强。我们的结果表明绿光发射与ZnO中氧空位(Vo)有关。
- 孙柏邹崇文刘忠良徐彭寿张国斌韦世强
- 关键词：脉冲激光淀积X射线光电子能谱光致发光
- 退火温度对ZnO/Si异质结光电转换特性的影响
- 2010年
- 采用直流反应溅射法在P-Si(100)衬底上制备了ZnO薄膜,XRD测量表明ZnO为沿c轴高度取向的多晶薄膜,I-V特性曲线表明,ZnO/Si异质结具有明显的整流特性。研究了退火温度对异质结光电转换特性的影响,结果显示,合适的退火温度能显著增大异质结的开路电压和短路电流,进而增大异质结的光电转换效率,经400℃退火后异质结获得最佳的转换效率。当退火温度达到或超过500℃时,异质结的反向电流迅速增加,光生电压和光生电流大幅度减小。通过对ZnO薄膜结构和电学性质的测量和分析,推测异质结的光电转换特性改变主要受ZnO薄膜的电学性质影响。
- 张伟英刘振中赵建果傅竹西
- 关键词：退火温度光伏效应
- 退火温度对掺氮ZnO薄膜结构和光电特性的影响被引量：1
- 2008年
- 采用Zn3N2热氧化法在直流磁控溅射设备上制备了掺氮ZnO薄膜(ZnO:N),研究了不同退火温度对样品结构和光电特性的影响.X射线衍射谱(XRD)结果表明,Zn3N2在600℃以上退火即可转变为ZnO:N薄膜.X射线光电子能谱(XPS)发现,在热氧化法制备的ZnO:N薄膜中,存在两种与N相关的结构,分别是N原子替代O(受主)和N2分子替代O(施主),这两种结构分别于不同的退火温度下存在,并且700℃下退火的样品在理论上具有最高的空穴浓度,这一点也由霍尔测量结果得到证实.同时,从低温PL光谱中观察到了与No受主有关的导带到受主(FA)和施主-受主对(DAP)的跃迁,并由此计算出热氧化法制备的ZnO:N薄膜中的No受主能级位置.
- 钟声徐小秋孙利杰林碧霞傅竹西
- 关键词：热氧化XPS
- ZnO中若干p型杂质与氢相互作用行为的理论研究被引量：1
- 2012年
- 本文综述了我们对ZnO中几种重要的p型受主杂质与H原子相互作用行为的理论研究结果.我们的研究表明,ZnO中H原子可以通过不同的路径迁移到受主杂质(N,Li和Ag)附近,形成稳定的NO-H,LiZn-H和AgZn-H复合体.我们进一步发现在这些复合体形成的过成中,H原子所需克服的能量势垒几乎不超过0.5eV,但NO-H,LiZn-H和AgZn-H复合体的离解所需要的激活能却分别为1.25-1.48eV,1.10-1.35eV,1.10-1.30eV.这表明ZnO中H原子和p型受主杂质形成的复合体在室温下能稳定存在.此外,我们也介绍了这些复合体的电子结构和振动性质.
- 何海燕胡军潘必才
- 关键词：密度泛函理论计算ZNO迁移电子结构
