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本文对ZnO纳米棒的异质结构建和砷掺杂及其电致发光进行了研究。主要内容如下:
第一,构建了室温下由 p 型硅基底和 n 型ZnO纳米棒阵列组成的异质结光发射二极管器件。在施加大约10V的正向偏压后,电致发光谱中的紫外和可见光发射峰开始出现,并且随着电压的增加,发射峰的强度也随之增大。在波长 385nm 处出现半高峰宽23nm的发射峰,而在波长546nm处出现半高峰宽124nm的可见光发射峰,其中紫外和可见光发射峰强度比达到4.7。扫描电子显微镜(SEM),X 射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)中能量散射 X 射线分析(EDX)测量表明ZnO纳米棒阵列垂直排列于硅基底表面,端面非常平整,具有很好的纤锌矿晶格结构,且Zn和O比例接近1:1。Ⅰ-Ⅴ测试表明构建的p-Si/n-ZnO异质结光发射二极管器件具有很好的整流二极管特性。
第二,用热退火的方法对ZnO纳米棒阵列进行p型As掺杂,并测量其电学及电致发光特性。砷化镓基片被用作As源。用湿化学的方法分别在p型和n型硅基底上生长ZnO纳米棒阵列。通过控制退火时间的长短及退火温度的高低可以得到不同As含量的ZnO纳米棒阵列。