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《納米zno復(fù)合薄膜制備與光學(xué)特性研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、博士論文納米ZnO復(fù)合薄膜制各與光學(xué)特性研究摘要ZnO是重要的II一Ⅵ族半導(dǎo)體氧化物，屬寬能隙直接帶材料，因其激子結(jié)合能(60meV)比GaN(25meV)、ZnSe(22meV)高，能有效工作于室溫(26meV)及更高溫度，而且光增益系數(shù)(300cm‘1)高于GaN(100clIld)，使得ZnO迅速成為短波長半導(dǎo)體激光器材料研究的國際熱點(diǎn)，相關(guān)文獻(xiàn)在Nature、PhysicalReviewLetters、AppliedPhysicsLetters等著名刊物上屢見不鮮，例如意大利著名教授Wiersma在Nature上對ZnO隨機(jī)激光器做了專題評論，
2、美國西北大學(xué)的H．Cao等在ZnO半導(dǎo)體粉末的熒光實驗中觀察到了隨機(jī)激光輻射?！ぁ癁榱藢で蟮统杀局苽涓哔|(zhì)量ZnO薄膜的方法并進(jìn)一步探討其在光電子器件中的應(yīng)用，本文用Ti02及Si02作為緩沖層，利用電子束蒸發(fā)法制備了高質(zhì)量的ZnO薄膜，成功地解決了ZnO薄膜與基底之間存在的晶格失配及熱失配問題，并對其發(fā)光特性進(jìn)行了研究。從理論上采用時域有限差分法(FDTD)分析了隨機(jī)激光器中環(huán)形隨機(jī)腔的諧振特性，并提出了適合隨機(jī)激光系統(tǒng)的Maxwell．Bloch方程，研究了隨機(jī)激光器的閾值及飽和模式數(shù)特性。研究發(fā)現(xiàn)，在石英玻璃基底上以Ti02為緩沖層生長的ZnO薄膜
3、，其晶體質(zhì)量顯著提高，實現(xiàn)了強(qiáng)的紫外光(UV)、強(qiáng)的紫光和弱的綠光的共發(fā)射；而在Si基底上同樣采用Ti02作為緩沖層則成功制備了非晶態(tài)的ZnO薄膜，實現(xiàn)了非晶ZnO薄膜的高質(zhì)量發(fā)光，從而降低了制備工藝要求，節(jié)約了生產(chǎn)成本；以非晶Si02作為緩沖層，在Si基底上采用保溫處理的方法制備了高質(zhì)量的ZnO薄膜，觀察到了穩(wěn)定單一紫外發(fā)光的新現(xiàn)象，使得其在光電子器件，特別是在紫外發(fā)光器件及紫外激光器中存在廣闊的應(yīng)用前景；線偏振光在ZnO薄膜背散射方向存在退偏振行為，同時發(fā)現(xiàn)其存在最佳退偏振角，等于對應(yīng)的有效布儒斯特角，為研究無序系統(tǒng)中的多散射行為提供了一定的參考；
4、得到了隨機(jī)激光器中環(huán)形隨機(jī)腔的構(gòu)成、形成條件以及模式特點(diǎn)，為隨機(jī)激光器的設(shè)計提供了一定的理論基礎(chǔ)；通過時域有限差分法對Maxwell．Bloeh方程的求解，得到了隨機(jī)激光器中光的局域模式和飽和模式數(shù)等，為隨機(jī)激光器的振蕩頻譜分布研究提供了有價值的參考。關(guān)鍵詞：氧化鋅薄膜，緩沖層，電子束蒸發(fā)，光致發(fā)光，隨機(jī)激光，時域有限差分法，Maxwell．Bloch方程博士論文納米ZnO復(fù)合薄膜制各與光學(xué)特性研究ABSTRACTZincoxide(ZnO)isanimportantII—VIsemiconductoroxidewithwidebandgap．Itse
5、xcitonbindingenergy(60meV)islargerthanthatofGaN(25meV)orZnSe(22meV)．Itisabletoworkeffectivelyatroomtemperature(26meV)，andevenathighertemperature．Itsgaincoefficient(300cm"1)islargerthanthatofGaN(100cm以)．’nlepropertiesofZnOasabovestimulateawideresearchinterestinthestudyofshortwave
6、semiconductorlasermaterial．PapersaboutZnOareaboundinginfamouspublications，suchasNature，PhysicalReviewLettersandAppliedPhysicsLetters．ProfessorWiersmahastokenaspecialtopicaboutZnOrandomI缸由inNature．ProfessorCaohasobservedtherandomlasingofZnOsemiconductorpowderatthefluorescenceexpe
7、riment．Inordertofindhigh-qualitylow-costZnOfilmpreparativemethods，andfurtherstudyontheapplicationsofZnOinoptoelectronicdevices，high-qualityZnOfilmshavebeendepositedusingTi02andSi02bufferlayersbyE-beamevaporation．Thelatticemismatchandthermalmismatchweredecreasedbyusingbufferlayer
8、．AndtheluminescencecharacteristicofZnOfilmWasst
