低溫液相成長之氧化物奈米結構的電漿氣氛摻雜與光電性質研究(I)

Abstract

氧化鋅是一種直接能隙半導體，具有較寬的能隙(約 3.37eV)及較高的激子 結合能(約 60meV)，非常適合作為短波長髮光材料及紫外光雷射。但其本質上 就偏向N-型半導體性，因此整個研究計畫的重點，在於探討如何以液相溶液 法，成長出具有P-N 異質界面或結構ZnO-based 奈米線或奈米棒，並研究其其 相關成長機制與光電性質: 第一年，本研究計畫，首先以液相溶液法在Si 基板上來研究ZnO nanorods 在同質(ZnO)與異質(GaN)的薄膜/Si 之成長機制。並利用高解析穿透式顯微鏡， 來探討其n-type ZnO nanorod /p-type GaN 異質結構之界面微觀結構的變化。進一 步將探討與比較不同電漿氣氛(N2,H2,NH3,O2)處理對於ZnO nanorods 的物性 及其對光電特性的影響。利用HR-TEM 和 EXAFS 的分析，來探討p 型ZnO nanorods 之局部細微結構的改變。此外，使用低溫光激發光分析儀與電容電壓量 測儀來計算電洞濃度及遷移率。在第二年的研究，除延續先前的研究工作，以 類似的液相溶液反應過程並配合電漿氣氛技術， 來探討ZnO nanorods 的?雜(doping)機制與光電特性， 並在n-ZnO film/Si 基板結構，來探討 n-ZnO/ p-type Plasma-ZnO 」仿磊晶疊層」的自行接合的成長機制，並研究N-P ZnO-based nanorods 異質界面接合反應、局部微觀結構及光電特性。除此之 外，將探討ZnO film/Si 基板之選擇性圖案與陣列化相關製程，並研究陣列式N-P ZnO-based nanorods 在此選擇性圖案之成長製程與光電特性分析。以期能研發出 具有電激發光特性的p-n junction ZnO nanorods。