ZnO是一种新型的宽禁带化合物半导体材料,其室温时禁带宽度为3.37eV,具有良好的热稳定性和化学稳定性,是制作短波长激光器以及紫外探测器的理想材料。我们分别利用脉冲激光沉积法(PLD)和Zn膜氧化法制备了ZnO薄膜,并研究了ZnO薄膜的紫外探测特性。 1.以玻璃为衬底,采用脉冲激光沉积的方法制备了高度c轴取向的ZnO薄膜,并基于金属-半导体-金属(MSM)平面式结构,制备了ZnO光电导型器件,研究了ZnO薄膜的紫外探测特性。实验发现,较弱的紫外光照即可引起很大的光电流;光响应瞬态变化遵循e指数变化规律。本文认为,较大的光电流是由于空穴被表面负电氧离子中和所引起的导带电子积累引起的,拟合所得到的时间常数反映了这种时间积累。 2.发现部分ZnO薄膜样品的暗电导与外加电场有关,定量研究了这些样品的暗电导瞬态变化特性。实验发现,由于两个电极间电场的存在,样品的电导率在30min内增大了三个数量级。本文认为,电场促进了氧在薄膜表面和内部晶界间的解吸,黑暗条件下氧的饱和吸附是电导率增大超过三个数量级的主要原因。 3.利用电子束沉积的方法在玻璃衬底上制备了Zn薄膜,然后在马福炉中进行了氧化,研究了氧化温度对ZnO薄膜的表面形貌的影响,并研究了紫外探测特性。实验发现,在较高温度氧化时,薄膜表面出现了约20nm宽、l0μm长的ZnO纳米线。光响应测试表明,紫外光电导提高了两个数量级。迄今为止,Zn膜氧化法制备的ZnO薄膜所具有的这些特殊的表面形貌和紫外探测特性,我们还没有见过类似的报道。