寬禁帶半導(dǎo)體ZnO材料的調(diào)研開(kāi)題報(bào)告

《寬禁帶半導(dǎo)體ZnO材料的調(diào)研開(kāi)題報(bào)告》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。

1、山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告表班級(jí)：姓名：論文題目寬禁帶半導(dǎo)體ZnO的調(diào)研一、選題背景和意義ZnO是一種新型的II?VI族寬禁帶半導(dǎo)體材料，具有優(yōu)異的晶格、光電、壓屯和介電特性，和III?V族氮化物及II-VI族硒化物比具有很多潛在的優(yōu)點(diǎn)。首先，它是一種直接帶隙寬禁帶半導(dǎo)體，室溫下的禁帶寬度為3.37eV,與GaN(3.4eV)ffi近，而它的激子結(jié)合能(6()meV)卻比GaN(21meV)高出許多，因此產(chǎn)生室溫短波長(zhǎng)發(fā)光的條件更加優(yōu)越；而且ZnO薄膜可以在低于500°C溫度下獲得，不僅可以減少材料在高溫西制備時(shí)產(chǎn)生的雜質(zhì)和缺陷，同時(shí)也大大簡(jiǎn)化了制備工藝；同時(shí)ZnO來(lái)源

2、豐富，價(jià)格低廉，又具有很高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。ZnO在UV、藍(lán)光LED和LDS器件等研究方面被認(rèn)為是最有希望取代GaN的首選材料，ZnO已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外半導(dǎo)休材料領(lǐng)域一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外有很多科研團(tuán)隊(duì)都在進(jìn)行ZnO的研究.雖然ZnO暫時(shí)不能完全取代si在電子產(chǎn)業(yè)中的基礎(chǔ)地位，但是ZnO以其特殊的性質(zhì)成為Si電路的補(bǔ)充。國(guó)內(nèi)外對(duì)丁ZnO的研究一直是近幾年半導(dǎo)體材料研究的熱點(diǎn)。無(wú)論是薄膜ZnO、納米ZnO或是體單晶ZnO,文獻(xiàn)很好地總結(jié)了2003年2前的國(guó)外ZnO晶休的研究與發(fā)展?fàn)顩r。隨著高質(zhì)量、大尺寸單晶ZnO生產(chǎn)已經(jīng)成為可能，單晶ZnO通過(guò)加工可以作為GaN襯底材料

3、。ZnO與GaN的晶體結(jié)構(gòu)、晶格常量都很相似。晶格失配度只有2.2%(沿〈001〉方向)、熱膨脹系數(shù)差異小，可以解決目前GaN生長(zhǎng)困難的難題。GaN作為目前主耍的藍(lán)、紫外發(fā)光半導(dǎo)體材料,在DVD播放器中有重要的應(yīng)用。由于世界上能生產(chǎn)ZnO單晶的國(guó)家不多，主要是美國(guó)、H本。所以ZnO單晶生產(chǎn)具有巨大的市場(chǎng)潛力。近年來(lái)，材料制備技術(shù)的突破，納米ZnO半導(dǎo)體的制備、性能及其應(yīng)用成為材料學(xué)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文介紹了ZnO薄膜具有的許多優(yōu)異特性，優(yōu)良的壓電性、氣敏性、壓敏性和濕敏性，且原料廉價(jià)易得。這些特點(diǎn)使其在表面聲波器件(SAW)、太陽(yáng)能電池、氣敏元件等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。隨著

4、對(duì)ZnO紫外受激發(fā)射特性的研究和P型摻雜的實(shí)現(xiàn)，ZnO作為光電材料在紫外探測(cè)器、LED、LD等領(lǐng)域也有著巨大的應(yīng)用潛力。另外本文還介紹了納米氧化鋅的許多優(yōu)點(diǎn)和在許多方面的應(yīng)用。目前，我國(guó)各類氧化鋅處于供不應(yīng)求的狀況，而以活性氧化鋅和納米氧化鋅取代傳統(tǒng)氧化鋅是不可阻擋的趨勢(shì)，可見(jiàn)，今后納米氧化鋅必會(huì)有非常廣闊的市場(chǎng)前景。二、課題關(guān)鍵問(wèn)題及難點(diǎn)要深入研究該方面的知識(shí)，就要涉獵很多方面的知識(shí)。作為木科學(xué)生，如何在現(xiàn)有知識(shí)的基礎(chǔ)上，閱讀并理解有關(guān)書(shū)目、文獻(xiàn)，總結(jié)歸納相關(guān)理論和研究方法，是木課題首先要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。首先，要了解氧化鋅作為寬禁帶半導(dǎo)體的特性，然后再細(xì)致的查找氧化鋅薄

5、膜的諸多性質(zhì)和這些性質(zhì)在哪些方面的應(yīng)用。同時(shí)要尋找納米氧化鋅材料與普通氧化鋅材料相比有哪些優(yōu)點(diǎn)、在發(fā)展小存在的問(wèn)題和以后的研究方向。查詢相關(guān)資料并閱讀和理解之后，合理的安排介紹氧化鋅作為寬禁帶半導(dǎo)體材料的性質(zhì)和應(yīng)用。三、文獻(xiàn)綜述當(dāng)前，電子器件的使用條件越來(lái)越惡劣，要適應(yīng)高頻、大功率、耐高溫、抗輻照等特殊環(huán)境。為了滿足未來(lái)電子器件需求，必須采用新的材料，以便最大限度地提高電子元器件的內(nèi)在性能。近年來(lái)，新發(fā)展起來(lái)了第三代半導(dǎo)體材料——寬禁帶半導(dǎo)體材料，該類材料具有熱導(dǎo)率高、電子飽和速度高、擊穿電壓高、介電常數(shù)低等特點(diǎn)，這就從理論上保證了其較寬的適用范圍。ZnO是一種新型的II

6、?VI族寬禁帶半導(dǎo)體材料，具有優(yōu)異的晶格、光電、壓電和介電特性，和III-V族氮化物及II-VI族硒化物比具有很多潛在的優(yōu)點(diǎn)。ZnO晶體具有四種晶體結(jié)構(gòu)，閃鋅礦結(jié)構(gòu)；纖鋅礦結(jié)構(gòu)；NaCl結(jié)構(gòu)；CsCl結(jié)構(gòu)。ZnO品體隨著環(huán)境條件的改變形成不同結(jié)構(gòu)的品體。ZnO品體中的化學(xué)鍵既有離了鍵的成分，乂有共價(jià)鍵的成分，兩種成分的含量菲不多，因而使得ZnO晶體中的化學(xué)鍵沒(méi)有離子晶體那么強(qiáng)，導(dǎo)致其在一定的外界條件下更容易發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)上的改變。ZnO的紫外受激發(fā)射性質(zhì)與應(yīng)用ZnO是一種理想的短波長(zhǎng)發(fā)光器件材料。能以帶間直接躍遷的方式獲得高效率的輻射復(fù)合。ZnO薄膜還具有較低的激射閾值，這

7、主要是由于ZnO很高的激子束縛能（室溫下為60meV）可以大大降低低溫下的激射閾值，而且在室溫下適當(dāng)?shù)募ぐl(fā)強(qiáng)度，ZnO激子間的復(fù)合可取代電子■空穴對(duì)的復(fù)合，因而可預(yù)期一個(gè)低的閾值來(lái)產(chǎn)生受激發(fā)射。ZnO的紫外受激發(fā)射中主要是紫外光波段、藍(lán)綠光波段的發(fā)射。ZnO紫外光發(fā)射的主耍機(jī)理是帶間躍遷和激子復(fù)合。因其紫外受激發(fā)射性質(zhì)主要應(yīng)用有ZnO基光電探測(cè)器，紫外光、藍(lán)光等發(fā)光器件。光電探測(cè)器是一種把光輻射信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的器件，其工作原理是基于光輻射與物質(zhì)的相互作用所產(chǎn)生的光電效應(yīng)。ZnO的透明導(dǎo)體特性與應(yīng)用ZnO的光學(xué)透明性是rfl寬