MOCVD法制备的p-ZnO/n-SiC异质结器件及其电致发光性能

采用光辅助金属有机化学汽相沉积(PA-MOCVD)法在n-SiC(6H)衬底上制备出As掺杂的p型ZnO薄膜,并制备出相应的p-ZnO∶As/n-SiC异质结器件。X射线衍射(XRD)和光致发光(PL)测试表明,ZnO薄膜具有较好的结构和光学特性。电流-电压(I-V)测试结果表明,该型异质结器件具有良好的整流特性,开启电压为5.0 V,反向击穿电压约为-13 V。正向偏压下,器件的电致发光(EL)谱表现出两个分别位于紫外和可见光区域的发光峰,通过和ZnO、SiC的PL谱对照,证实异质结器件的发光峰来源于ZnO侧的辐射复合。

衬底温度对Al+N共掺p-ZnO薄膜性能的影响

目前,制备性能优异的p-ZnO薄膜的可重复性问题已成为制约ZnO基光电器件发展的一个主要因素.本文利用直流反应磁控溅射技术,以X射线衍射,霍尔效应测试,X射线光电子能谱及透射光谱为表征手段,研究了不同衬底温度对Al+N共掺p-ZnO薄膜电学、光学、结晶性能的影响,并从N2O的分解反应及衬底表面各种原子的迁移过程提出导致薄膜性能差异的原因.在最佳衬底温度(500℃)时,p-ZnO薄膜空穴浓度达2.52×1017cm-3,电阻率为28.3Ω·cm.

添加n-SiC铝合金复合阳极氧化膜与硬质阳极氧化膜的磨擦磨损性能

采用金相显微镜、测厚仪对铝合金硬质阳极氧化膜和添加n-SiC复合阳极氧化膜的横截面组织、纵截面组织进行分析和研究,采用扫描电镜和X射线能谱仪证实n-SiC进入了氧化膜中,运用磨损试验对复合阳极氧化膜性能进行了性能检测,结果表明,添加n-SiC铝合金复合阳极氧化膜的耐磨性能较好。

5wt% n-SiC对7075铝合金微观组织与力学性能的影响

采用高能球磨与热压烧结相结合的方法制备了5wt%n-Si C/7075铝基复合材料,研究了5wt%n-Si C对7075铝合金组织与性能的影响。结果表明:高能球磨后,5wt%n-Si C/7075铝基复合粉体较7075合金粉体明显细化。当转速350 r/min,球料比20:1,球磨时间20 h时,n-Si C均匀分布到7075合金颗粒中。由于n-Si C的均匀分布对7075铝合金产生细晶强化与弥散强化的作用,使得热压烧结温度为620℃,加压100 MPa,保温保压1h制备的5wt%n-Si C/7075铝基复合材料的致密度、硬度及抗压强度均优于相同工艺制备的7075铝合金,尤其抗压强度较7075铝合金提高约58.4%。

添加n-SiC的铝合金复合阳极氧化工艺

结合铝合金阳极氧化工艺以及阳极氧化膜多孔的特点,在阳极氧化电解液中添加耐磨性物质n-SiC,使之进入到铝合金阳极氧化膜中,达到提高耐磨性的目的。以磨损量和耐腐蚀时间为考核指标,使用正交试验方法优化复合阳极氧化工艺参数,得到添加n-SiC复合阳极氧化最佳工艺方案为:温度20℃,n-SiC添加量20 mg/L,电流密度2 A/dm2,氧化时间40 min。扫描电镜和X射线能谱分析证实了n-SiC已经进入到氧化膜中。

离子束增强沉积制备p-ZnO薄膜

采用离子束增强沉积技术制备了ZnO薄膜,分析了退火温度、退火气氛对所制备ZnO薄膜的结构、电学特性和发光特性的影响。利用IBED法获得的薄膜p型N-In共掺ZnO薄膜在氮气下退火,随着退火温度的升高,薄膜电阻值先降低后升高,然后再降低。而在氧气下退火,即使退火温度只有400℃,薄膜的电阻很快变大。

热压烧结AlN-SiC复相陶瓷的致密化

研究热压烧结A1N-SiC复相陶瓷的致密化行为,探讨SiC含量及热压温度、保温时间等工艺参数对复相陶瓷致密化的影响。结果表明,当SiC含量不超过70%时,在1900℃,保温1h,压力为30MPa,氮气气氛下可以制备出致密的A1N-SiC复相陶瓷,相对密度达到了99%以上。

p-ZnO薄膜的制备及其微结构测试与分析

报道了几种不同的p型ZnO薄膜的制备工艺对其薄膜微观结构的影响.结果表明:ZnO薄膜的结晶度、C轴取向程度、内应力均与制备工艺条件有密切的关系,并对这些关系的机理做了分析和探讨.

燃煤电厂烟气脱硫用N-SIC喷嘴开发

燃煤热电厂的烟气脱硫是世界范围内的重要环保课题。烟气脱硫工艺的85％采用湿法石灰石吸附技术。经过全面考察调研,认为我公司对脱硫设备中的关键部件—N-SIC喷嘴的工艺技术和产业化均具有较强的技术优势。为此,我公司今年将开发N-SIC喷嘴列为星光集团新产品开发项目,并在科研和生产过程中大胆创新,解决了喷嘴制造中一系列技术难题,探索出一套可行的工艺路线,生产出的样品得到用户的认可。

准三维纳米结构p-ZnO:Fe/n-GaN基自驱动紫外光电探测器

采用化学气相沉积(CVD)法成功制备了p-ZnO:Fe/n-GaN准三维纳米结构,并基于p-ZnO:Fe/n-GaN异质结制备了高性能的自驱动紫外光电探测器。微结构研究结果表明:Fe元素成功掺入ZnO纳米结构,使其转化为p型半导体。室温光致发光谱紫外光发射峰红移,表明p-ZnO:Fe纳米结构中形成了浅受主能级缺陷。由于p-n结的光伏效应,紫外光电探测器展示出自驱动响应特性。ZnO的p型掺杂造成的电荷传输距离缩短及其独特的准三维纳米结构,使得探测器展示出高的开关比和快速响应特性。在零偏压和-1 V偏压下,紫外光电探测器的电流开关比分别为58.3和92.0,上升和回复时间均小于10 ms。该高性能紫外光电探测器的成功研制可为纳米级光电开关的制备提供理论思路和技术指导。

Li-N-H共掺法制备p型ZnO薄膜

采用Li-N-H共掺技术在玻璃衬底上生长p型ZnO薄膜．XRD结果表明共掺ZnO薄膜具有高度c轴取向,Hall测试表明薄膜的电阻率为25．2Ω·cm,Hall迁移率为0．5cm^2/(V·s),空穴浓度为4．92×10^(17)/cm^3．此外,p-ZnO薄膜在可见光区域具有90%的高透射率．

直流反应磁控溅射Al,N共掺方法生长p型ZnO薄膜及其特性

报道了利用直流反应磁控溅射以Al,N共掺杂技术生长p型ZnO薄膜 .ZnO薄膜在不同衬底温度下沉积于α Al2 O3 (0 0 0 1)衬底上 ,N来自NH3 与O2 的生长气氛 ,Al来自ZnxAl1-x(x =0 9)靶材 .利用XRD ,AFM ,Hall,SIMS和透射光谱对其性能进行了研究 .结果表明 ,ZnO薄膜具有高度c轴择优取向 ,4 5 0℃、6 0 0℃分别实现了p型转变 ,电阻率为 10 2 ～ 10 3 Ω·cm ,载流子浓度为 10 15～ 10 16cm-3 ,迁移率为 0 5～ 1 32cm2 / (V·s) .薄膜中Al原子促进了N原子的掺入 .实验还表明 ,p ZnO薄膜在可见光区域具有很高的透射率 (约为 90 % ) ,室温下光学带宽为 3 2 8eV .而在 4 5 0℃生长的p

PLD法制备锑掺杂p型ZnO薄膜

采用脉冲激光沉积方法在石英衬底上生长了掺锑(Sb)的p型ZnO薄膜.X射线衍射测试表明薄膜具有c轴择优取向的结构特性,霍尔测试表明ZnO薄膜呈p型导电特性,XPS分析表明Sb掺入了ZnO薄膜,且Sb掺人ZnO中是占据Zn的位置,而不是O的晶格位置.通过优化温度获得了电学性能优良的p型ZnO薄膜,其电阻率为2.21Ω·cm,迁移率为1.23cm2/(V·s),空穴浓度为2.30×1018cm-3.

退火温度对用PⅢ方法制备共掺杂p型ZnO薄膜结构和性能的影响

采用射频磁控共溅射的方法制备出ZnO:Al薄膜,以NO和O2为源气体(V(O2)/V(O2+NO)=75%),采用等离子体浸没离子注入(PⅢ)方法对薄膜进行注入得到ZnO:Al:N薄膜,注入剂量为2.23×1015 cm-2,并在N2氛围下对样品进行了不同温度的退火处理.通过XRD图谱、霍尔效应(Hall)测试结果、紫外-可见光透射光谱等对样品的结构和性能进行了分析,着重研究了退火温度对ZnO:Al:N薄膜性质的影响.结果表明,退火可以使注入产生的ZnO(N2)3团簇分解,并且使N以替位O的方式存在.当退火温度达到850℃时,ZnO薄膜实现了p型反转,实现p型反转的ZnO:Al:N薄膜载流子浓度可达3.68×1012 cm-3,电阻率为11.2Ω.cm,霍耳迁移率为31.4 cm2.V-1.s-1.

自然掺杂p型ZnO薄膜的螺旋波等离子体辅助溅射沉积

本工作通过调整工作气压,采用螺旋波等离子体辅助射频磁控溅射技术在A l2O3衬底上成功的制备了自然掺杂的p型ZnO薄膜。Hall测量显示在Ar/O2等离子体辅助下,随气压增加所沉积薄膜表现出从n型到p型再到n型的转变。p型ZnO薄膜载流子浓度为1.30×1016cm-3,电阻率为99.68Ω.cm,霍尔迁移率为4 cm2.V-1.s-1。X射线衍射和原子力显微镜的分析结果显示ZnO薄膜的导电类型和薄膜的生长特征相关,等离子体中活性粒子载能的减小导致薄膜表面成核几率增加和ZnO晶粒逐渐减小。较高氧活性粒子浓度有利于自然掺杂p型ZnO薄膜生长,而活性氧粒子种类的变化使薄膜生长质量变差,施主缺陷增加,薄膜转化为n型导电。

脉冲激光沉积法Li-N双受主共掺p型ZnO薄膜的生长及其特性

采用脉冲激光沉积技术制备了Li-N双受主共掺杂p型ZnO薄膜,其中Li来自Li掺杂ZnO陶瓷靶,N来自N2O生长气氛.室温Hall测试发现Li-N共掺p型ZnO薄膜的最低电阻率为3.99Ω·cm,迁移率为0.17cm2/(V·s),空穴浓度为9.12×1018cm-3.PL谱测试发现了与Li受主和N受主态相关的发光峰,其受主能级分别约为120和222meV.由p-ZnO:(Li,N)薄膜制备的ZnO同质p-n结具有整流特性.

注入剂量对离子注入法制备Al-N共掺杂P型ZnO的影响

采用射频磁控共溅射的方法制备出ZnO∶Al薄膜,以NO和O2为源气体(O2/O2+NO=75%)、等离子体浸没离子注入(PIII)方法在不同的工艺条件下得到了不同N+注入剂量的ZnO∶Al∶N薄膜,并在N2氛围下对样品进行了850℃退火处理。通过XRD图谱、霍尔效应(Hall)测试结果、光致发光光谱(PL)、紫外-可见光透射光谱等对样品的结构和性能进行了分析,着重研究了N+注入剂量对ZnO∶Al∶N薄膜性质的影响。结果表明,注入剂量控制在1015cm-2量级时,N可以通过占据O空位和替换O原子形成NO并与Al和Zn成键,对于ZnO薄膜实现p型反转是很关键的。实现p型反转的ZnO∶Al∶N薄膜载流子浓度可达2.16×1016cm-3,电阻率为8.90Ω.cm,霍耳迁移率为32.4cm2/V.s。

Ni/Au与N掺杂p型ZnO的欧姆接触

研究了Au,In,N i/Au三种不同金属膜与N掺杂p型ZnO的接触特性,发现N i/Au双层膜更适合作为其欧姆电极材料,并比较了不同气氛和不同温度退火对N i/Au电极的影响。发现在O2中退火电极性能发生蜕变,而在N2中退火性能得到改善。指出即使在N2中退火,退火温度的选择也是至关重要的,本实验在400℃,氮气气氛下退火150 s,得到了较好的欧姆接触特性。

MOCVD法制备磷掺杂p型ZnO薄膜

利用金属有机化学气相沉积方法在玻璃衬底上生长了掺磷的p型ZnO薄膜.实验采用二乙基锌作为锌源,高纯氧气和五氧化二磷粉末分别作为氧源及磷掺杂源.实验表明生长温度为400～450℃时获得了p型ZnO薄膜,而且在420℃时,其电学性能最好,空穴浓度为1.61×1018cm-3,电阻率为4.64Ω.cm,迁移率为0.838cm2/(V.s).霍尔测试和低温光致发光谱证实了该ZnO薄膜的p型导电特性,并观察到薄膜位于3.354eV与中性受主束缚激子相关的发射峰.

N掺p型氧化锌理论的研究进展

N元素由于其核外电子结构和原子半径与O十分相近,被认为是最适合用来制备p型ZnO(p-ZnO)半导体材料的掺杂元素。有关N掺p-ZnO的研究已经进行了很长时间,并且获得了许多重要成果。然而,目前对N掺杂ZnO的p型导电性的由来仍然存在极大的争议,研究者提出了多种N掺杂ZnO中可能存在的浅受主形式,包括N_o,N_o-V_(Zn),V_(Zn)-N_o-H^+等形式。在此,本文通过对不同的受主形式进行介绍与归纳,指出可能的N掺杂机理,希望能够有助于对后期实验工作的指导。