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《寬禁帶半導(dǎo)體ZnO材料的調(diào)研培訓(xùn)課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、寬禁帶半導(dǎo)體ZnO材料的調(diào)研半導(dǎo)體材料的基本特性電阻率能帶原先在不同孤立原子中但具有相同能級的許多電子形成晶體時，由于量子效應(yīng)，不能有兩個電子處于相同的狀態(tài)，它們的能量必定彼此錯開，各自處在一個能量略有差異的一組子能級上，形成能帶。禁帶寬度根據(jù)電子的能量分布，在某些能量范圍內(nèi)是不許有電子存在的稱之為禁帶，半導(dǎo)體的禁帶寬度是一個決定電學(xué)和光學(xué)性能的重要參數(shù)。半導(dǎo)體的應(yīng)用元素半導(dǎo)體材料硅：半導(dǎo)體集成電路，半導(dǎo)體器件和硅太陽能電池的基礎(chǔ)材料。鍺：由于其特有性質(zhì)，應(yīng)用主要集中與制作各種二極管，三極管等。有機半導(dǎo)體材料有機半導(dǎo)體材
2、料具有熱激活電導(dǎo)率。有機半導(dǎo)體芯片等產(chǎn)品的生產(chǎn)能力差，但是擁有加工處理方便，結(jié)實耐用，成本低廉，耐磨耐用等特性。非晶半導(dǎo)體材料在工業(yè)上，非晶半導(dǎo)體材料主要用于制備像傳感器，太陽能鋰電池薄膜晶體管等非晶體半導(dǎo)體器件?；衔锇雽?dǎo)體材料如今化合物半導(dǎo)體材料已經(jīng)在太陽能電池，光電器件，超高速器件，微波等領(lǐng)域占據(jù)重要位置，且不同種類具有不同的應(yīng)用。第三代半導(dǎo)體材料znoZn0是一種新型的寬禁帶半導(dǎo)體材料。具有優(yōu)異的晶格、光電、壓電和介電特性。ZnO薄膜可以在低于500℃溫度下獲得，不僅可以減少材料在高溫制備時產(chǎn)生的雜質(zhì)和缺陷，同時
3、也大大簡化了制備工藝；同時ZnO來源豐富，價格低廉，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以其特殊的性質(zhì)成為Si電路的補充。無論是薄膜ZnO還是納米ZnO在我國夠有很好的發(fā)展。Zn0的性質(zhì)Zno基本結(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晶體結(jié)構(gòu)會隨著環(huán)境條件的改變而改變。在常溫下ZnO的穩(wěn)定相是纖鋅礦結(jié)構(gòu)ZN0的性質(zhì)材料ZnoGaN4H-SiC6H-SiC禁帶寬度（eV）3.373.393.263.03晶格類型纖鋅
4、礦纖鋅礦纖鋅礦纖鋅礦晶格常數(shù)（A）a=3.250a=3.189a=3.073a=3.018c=5.205c=5.185c=10.053c=15.117熔點（K）2250277020702070熱導(dǎo)率（Wcm-6K-1）0.61.33.0~3.83.0~3.8CET(10-6K-1)a=6.5a=5.63.5~5.03.5~5.0c=3.0c=7.7電子遷移率（cm2V-1s-1）1961000800370電子飽和速度（cms-1）3.03.52.02.0截止電壓（Vcm-1）5.05.02.22.4寬禁帶半導(dǎo)體參數(shù)比較由
5、于其禁帶寬度、晶格常數(shù)和GaN非常相近，所以ZnO和GaN可以互為緩沖層來生長出高質(zhì)量的GaN或ZnO薄膜。同時ZnO室溫下的禁帶寬度為3.37eV，與GaN(3.4eV)相近而他的激子束縛能遠(yuǎn)大于GaN(25meV)等材料，因此在藍(lán)紫光器件方面的應(yīng)用比其它半導(dǎo)體更有潛力,產(chǎn)生室溫短波長發(fā)光的條件更加優(yōu)越。ZnO的紫外受激發(fā)射特性與應(yīng)用ZnO是一種理想的短波長發(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
6、的激射閾值，而且在室溫下適當(dāng)?shù)募ぐl(fā)強度，ZnO激子間的復(fù)合可取代電子-空穴對的復(fù)合，因而可預(yù)期一個低的閾值來產(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)射的主要機理是帶間躍遷和激子復(fù)合。ZnO基光電探測器。紫外光、藍(lán)光等發(fā)光器件。光電探測器是一種把光輻射信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕钠骷?，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)透明性是由寬禁帶引起的。ZnO帶隙寬，對可見光和紅外光吸收很小，基本上是透明的。ZnO的導(dǎo)電性主要不是依賴本征激
7、發(fā)，而是靠附加能級的電子或空穴激發(fā)。具有光學(xué)透明特性的寬禁帶氧化物半導(dǎo)體材料，一般都是絕緣體，但ZnO既有高透明性又有導(dǎo)電性。因此，ZnO材料在制備透明導(dǎo)電薄膜，紫外波段LED和LD以及能量窗口，液晶顯示，太陽電池，氣體傳感器，超聲振蕩器和轉(zhuǎn)換器等光電子器件有不錯的應(yīng)用前景。ZnO薄膜的其它性質(zhì)與應(yīng)用氣敏特性壓敏特性P—n結(jié)特性壓電特性壓電器件太陽能電池氣敏元件壓敏元件聲表面波器件(SAW)納米氧化鋅的性質(zhì)和用途納米氧化鋅的主要性質(zhì)表面效應(yīng)表面效應(yīng)是指納米粒子表面原子與總原子數(shù)之比隨粒徑的變小而急劇增大后所引起的性質(zhì)上的
8、變化。這種變化使其表面與內(nèi)部的晶格振動產(chǎn)生了顯著變化，導(dǎo)致納米材料具有許多奇特的性能。體積效應(yīng)當(dāng)納米粒子的尺寸與傳導(dǎo)電子的德布羅意波長相當(dāng)或更小時，周期性的邊界條件將被破壞，磁性、內(nèi)壓、光吸收、熱阻、化學(xué)活性、催化劑及熔點等都較普通粒子發(fā)生了很大的變化，這就是納米粒子的體積效應(yīng)。納米氧化鋅的性質(zhì)和用途納米氧化鋅在防曬
