CVD法制备ZnO:N薄膜：源温度对性能的关键调控

本研究论文深入探讨了"源温度对基于化学气相沉积(CVD)法制备的氮化锌(ZnO:N)薄膜性能的影响"。由毛飞燕、邓宏、戴丽萍和袁兆林等人合作，他们在电子科技大学的微电子与固体电子学院和物理电子学院进行实验。研究团队采用Zn4(OH)2(O2CCH3)6•2H2O作为ZnO的前驱体，同时利用氨(NH3)作为掺杂气体，通过调整源温度，观察并分析了薄膜的结构、光学和电学性质。 当源温度设定为200℃时，研究结果显示，薄膜的结晶质量显著改善，显示出更优的晶体结构。令人关注的是，所有在不同源温度下沉积的ZnO:N薄膜都表现出n型导电特性，这意味着它们在电子传输方面偏向于电子。在这个特定的条件下，薄膜的电阻率降低到了86.82Ω·cm，而载流子迁移率提升到了19.2cm2V-1·s-1，这对于光电器件的性能优化具有积极影响。此外，随着源温度的调整，近带边的紫外光发射峰也有明显的增强，这表明了薄膜的光致发光性能得到了提升。 由于ZnO因其宽禁带和较高的激子束缚能，被广泛应用于紫外线到蓝光范围的LEDs、LDs和紫外光探测器等领域，然而制备高质量的p型ZnO薄膜仍然面临挑战。论文提到的N掺杂是改善ZnO电导类型的关键，通过CVD方法实现N掺杂的ZnO薄膜是当前的研究热点。尽管已有研究利用SSCVD方法沉积出ZnO薄膜，但关于利用Zn4(OH)2(O2CCH3)6·2H2O作为前驱体沉积ZnO:N薄膜的方法尚未见报。 论文指出，对于CVD法制备ZnO:N薄膜而言，源温度的调控是一个未充分探索的变量，因此，这项研究的重要性在于它填补了这一领域的空白，有助于优化ZnO:N薄膜的制备工艺，从而推动ZnO在光电子设备中的广泛应用。未来可能的研究方向将着重于寻找最佳的源温度条件，以实现更高的性能指标，如更低的电阻率和更强的光致发光效率。