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2.3 ZNO基材料光谱测量的仪器 9
2.3.1 真空紫外光谱仪 9
2.3.2 Labram HR 800显微激光拉曼光谱仪 9
3 数据分析 11
3.1 拉曼光谱 11
3.2 表面等离子体效应对ZNO基电致发光和激光器件的增强性能 14
总结与展望 18
致谢 19
参考文献 20
1 绪论
以Si为典型的初代半导体与以 GaAs为典型的第二代半导体的进展，造成了电脑与集成电路和全体讯息行业的巨大跨越，推动了讯息高速道路与社会信息化的崛起。半导体从第二代往后发展的一代，其代表是宽带隙半导体，在固态照光、短波长激光二极管与紫外光电探索等层面拥有突出的长处，如果让其不断地进展将会很大程度上改良群众的生活。历经了几十年的讯息进展，Ⅲ族nitride已变成继第二代之后的宽缝隙半导体的重要代表。以锌白粉( ZnO) 为典型的Ⅱ族oxide，例BeO、锌白粉、煅苦土、CdO与合金拥有很大的激子接合能，预测将达成室温激子发光部件与低临界值激光设施。氧化锌的禁带宽度为3.37eV，类似于GaN，其发射波长也位于蓝紫色的区域，并且其激子结合可以高达60meV，其次在普通半导体，是远远大于在室温（26meV）的热能，因此其激子能够在室温下稳固留存。这样， 锌白粉能够利用激子-激子漫射的方法达成受激放射，这种形式之外的激子接合一般用于很小的半导体电子-电洞等离子体引发的放射临界值要小于两个量级。因此，在氧化锌有望获得较低的阈值的激光设备。
1.1 研究现状和发展趋势
为了完成锌白粉的运用，人们在薄膜成长、界面掌控、杂质调节与部件策划层面获得了一连串的成果，但这并不能满足人们对于氧化锌的认识与探究。当前，尽管距离锌白粉的部件运用还有一条十分漫长路要走，可是锌白粉材料在短波长激光与勘测部件上的长处已然逐步凸显出来。
1.1.1 研究现状
1.1.2 发展趋势
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1.2 研究目的及意义
Ⅱ-Ⅵ族直接带隙化合物半导体氧化锌（ZnO）的禁带宽度为3.37eV，激子结合能为60meV，远高于室温的电离能（26meV），是制造高效率短波长探测、发光和激光器件的理想材料。经过10多年的发展，氧化锌基半导体的研究在薄膜生长、杂质控制及器件应用等方面取得了很大进展。主要想了解以国家“973”项目( 2011CB302000) 研究团队为主体，在上述方面所取得的研究进展，同时概述国际相关研究，主要包括单晶ZnO生长衬底，ZnO薄膜的同质和异质外延，表面/界面工程，异质结的电子输运特性、合金的能带工程，p型掺杂薄膜杂质控制，以及基于上述结果的探测、发光和激光器件等的研究进展。到目前为止，该团队已经实现了二维生长的硅衬底上外延、高质量的外延、基于MgZnO 合金薄膜的日盲紫外探测器、可重复的p 型掺杂、可连续工作数十小时的同质结紫外发光管以及模式可控的异质结微纳紫外激光器件等重大成果。本课题分析和探讨了研究内容中存在的问题和难点，并期望能促进氧化锌材料在未来的实际应用。