ZnO材料的制备与应用：宽禁带半导体的潜力与进展

氧化锌材料的制备与应用概述 作为一篇探讨宽禁带半导体材料的重要文献，文章由杨丽萍、刘锋和韩焕鹏三位作者撰写，他们在中国电子科技集团公司第四十六所半导体材料事业部，天津，聚焦于ZnO材料的独特性质和广泛应用。ZnO因其禁带宽度（3.37eV）与紫外光波长相对应，使其成为蓝绿光、蓝光和紫外光发光器件的理想选择，尤其是在室温或更高条件下，ZnO的激子束缚能（60meV）远高于其他材料如ZnSe（22meV）、ZnS（40meV）和GaN（25meV），这使其在光电子领域展现出巨大的潜力。 首先，引言部分强调了ZnO的优良特性，包括较高的激子束缚能、适合室温下的紫外激发、高质量的体单晶制备能力、较低的生长温度和良好的机械、热学及化学性能，使其在环保、成本效益等方面优于传统材料如GaN。这些特性使得ZnO的研究不仅具有理论价值，也具有广泛的实践意义。 文章的主体部分深入讨论了ZnO材料的制备方法。传统的磁控溅射和化学气相沉积技术曾被用于早期的ZnO薄膜生长，但多为多晶态。随着技术的进步，如溅射、分子束外延（MBE）、脉冲激光沉积（PLD）和金属有机化学气相沉积（MOCVD）等现代工艺的应用，已经能够实现ZnO薄膜的高质量单晶生长，尤其是在不同基底材料（如玻璃、蓝宝石和金刚石）上的定向生长，为声光器件的发展提供了可能。 除了薄膜制备，文章还涵盖了ZnO材料的应用范围，涵盖了光电领域的多个层面，包括但不限于紫外光电子器件、激光器、传感器、透明电极、压电转换器以及在环境监测和能源转换中的潜在应用。ZnO的这些应用潜力使其在全球范围内引起了广泛的关注和研究。 这篇综述性文章全面介绍了氧化锌材料的制备方法及其在光电子领域的广阔应用前景，对于理解ZnO作为未来一代光电子材料的关键角色，以及推动相关技术研发和技术进步具有重要意义。