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ZnO是一种直接宽带隙化合物半导体材料,室温下的禁带宽度为3.37 eV,激子束缚能高达60 meV,是一种很有前途的光电子器件材料。ZnO量子点作为新型的半导体量子点材料具有特殊的光电学性能,由于其明显的量子尺寸效应,在蓝紫光器件和电子器件上展示出诱人的应用前景,如量子点激光器,单电子隧穿器件。因此,对ZnO量子点的研究是非常有意义的工作,成为前沿课题而越来越受到人们的重视。要想最终做成器件,需要分布均匀,密度、尺寸能按意愿控制的ZnO量子点材料,并且能够通过掺杂等手段调节量子点的性能,因此提高QDs的尺寸分布均匀度、改善量子点的电学性能成为重要的研究方向。我们研究的磷掺杂调节ZnO量子点的电学性能对量子点器件的实际应用具有重要意义。本文系统地概述了量子点的基本特征,总结了ZnO量子点的制备技术和生长机理,并概括了量子点的基本性能、掺杂现状及应用前景。采用MOCVD设备在Si(100)衬底上制备出了ZnO及ZnO:P量子点,研究了ZnO量子点的生长机理和可控生长,着重于探索ZnO:P量子点的基本性能及掺杂机理分析。这对于实现ZnO量子点的应用具有重要的意义,目前国际上还没有关于ZnO:P量子点的报道。通过多种分析测试手段和理论分析,研究内容如下:1.采用MOCVD方法,以Si(100)为衬底,在一定条件下生长出高质量的ZnO量子点材料。XRD显示ZnO量子点具有(002)衍射峰,并且TEM图可以看出ZnO量子点具有很好的原子排列。ZnO量子点的光致发光谱峰相对于ZnO薄膜蓝移了3.7 nm,显示出量子约束效应。2.研究了利用MOCVD在不同生长条件控制ZnO量子点的尺寸和密度及均匀性。具体分析了最佳衬底温度460℃下,生长时间对ZnO量子点尺寸及密度的影响。3.通过对不同尺寸ZnO量子点的PL谱分析,发现量子点的尺寸越小,PL谱峰位蓝移越大,验证了量子尺寸效应,实现了对ZnO量子点光学性能的控制。4.以高纯五氧化二磷粉末作为磷掺杂源,首次采用MOCVD方法在Si(100)衬底上生长出了磷掺杂ZnO量子点。通过SEM图直观地体现了ZnO:P量子点的形貌,并对比分析了磷的引入对量子点形貌的影响。5.采用EDS和XPS测试均证实了量子点中P的掺入,并对ZnO:P量子点中P的掺杂行为进行了分析,通过XPS对VB谱的测试,得出引入磷后ZnO量子点的费米能级向价带顶的位置下降了0.55 eV,表明实现了受主掺杂,即P在ZnO:P量子点中是作为受主的,有效地调节了量子点的电学性能。