电子束蒸发制备ZnO:Al薄膜及光电性质研究与普通物理实验改革

宽禁带ZnO半导体为直接带隙材料，具有六方结构，较高的激子束缚能（60 meV），室温下带隙宽度为3.3 eV。ZnO不仅是继GaN之后紫外发射材料研究的又一研究热点，而且近年来ZnO薄膜作为ITO薄膜的很有发展前景的替代材料，正引起人们日益广泛的关注。Al掺杂的ZnO薄膜，由于具有与ITO（In2O3中适量掺杂Sn）薄膜相比拟的对可见光的高透过率和高电导，又因其在氢等离子体中的高稳定性等优点，已成为替代ITO透明导电薄膜的研究热点。 本文采用电子束蒸发方法在石英衬底上制备出质量较好的Al掺杂的ZnO薄膜材料。并采用X射线衍射谱、光致发光谱、透射光谱和变温Van der Pauw测试等测量手段对样品的结构和光电特性进行了表征。并根据其电导、载流子浓度、迁移率随温度的变化分析ZnO：Al薄膜的导电机制。实验结果表明利用电子束蒸发技术制备的ZnO：Al薄膜材料，具有较好的结构及光电特性。 为适应经济时代发展的要求，适应大学普通物理实验改革的需要，可将本文所研究的新材料ZnO：Al薄膜的部分研究内容引入电磁学研究性实验，如半导体材料的常温及变温Hall测量等。有利于学生综合实验能力和创新能力的培养，也有利于学科交叉，培养高素质的复合型人才。