Si基ZnO材料MOCVD生长及物性研究的任务书.docx

Si基ZnO材料MOCVD生长及物性研究的任务书
一、研究背景和意义
ZnO材料是近年来备受关注的一种半导体材料，具有宽带隙、高电子迁移率、易于加工、环境友好等优点，广泛应用于紫外光电器件、光催化、透明电极、太阳能电池等领域。其中，将ZnO与Si基材料结合便可以获得光电设备中的高质量、低成本、环保的解决方案，同时结合ZnO优良的电学性质和Si基材料的光学和机械性能，可以构建出具有广泛应用前景的器件。
为了获得高质量的Si/ZnO异质结材料，采用金属有机气相沉积（MOCVD）生长方法是一种自下而上的、具有可扩展性的技术，目前已经成为制备高质量Si/ZnO异质结的重要技术手段之一。然而，MOCVD的生长过程涉及到复杂的物理和化学反应，原料气体的组分、流量、压力等条件均对生长质量产生影响。因此，深入了解ZnO/Si基材料的MOCVD生长机理，并探索优化技术参数的方法，具有重要的理论和应用意义。
二、研究内容
本研究拟采用MOCVD生长技术制备Si/ZnO异质结材料，并对其生长机理及电学、光学性能进行研究，主要研究内容包括：
1.设计和合成金属有机化合物和氧化合物制备MOCVD生长所需使用的前驱物料。
2.通过SEM、TEM和XRD等技术手段分析MOCVD生长ZnO薄膜和Si/ZnO异质结材料的表面、结构和形貌。
3.通过PL、UV-Vis-NIR和Raman等光学测试手段对MOCVD生长的ZnO薄膜和Si/ZnO异质结材料的光学特性进行测试。
4.通过Hall效应和电学测试技术对MOCVD生长的Si/ZnO异质结材料的电学特性进行测试，并分析其电子传输和载流子的寿命。
5.探究影响Si/ZnO异质结MOCVD生长的材料学和物理性质因素，如表面质量、衬底温度，反应气体流量、温度和压力等。
三、研究意义
1.深入了解ZnO/Si基材料MOCVD生长机理，并探索优化技术参数的方法，将有助于提高Si/ZnO异质结材料的生长质量和器件性能。
2.研究Si/ZnO异质结MOCVD生长的材料学和物理性质因素，有助于优化生长条件，提高Si/ZnO异质结的光学、电学性能。
3.通过对MOCVD生长的Si/ZnO异质结材料的电学、光学性能进行研究，将有助于研究新型、高效的光电器件，如ZnO/Si异质结太阳能电池和光检测器。
四、研究方法和技术路线
本研究将主要采用以下方法和技术路线：
1.采用化学气相沉积（MOCVD）方法生长Si/ZnO异质结材料。
2.利用XRD、SEM、TEM、PL、UV-Vis-NIR、Raman、Hall效应等测试手段对生长的ZnO薄膜和Si/ZnO异质结材料的结构、形貌、光学、电学性能进行测试和分析。
3.结合以上测试结果和文献综述研究Si/ZnO异质结MOCVD生长的材料学和物理性质因素。
4.通过分析试验结果和已有文献，进一步探讨Si/ZnO异质结材料的应用前景和研究方向。
五、预期成果
1.设计和合成金属有机化合物和氧化合物制备MOCVD生长所需使用的前驱物料。
2.建立Si/ZnO异质结MOCVD生长的优化工艺方法。
3.研究Si/ZnO异质结MOCVD生长的材料学和物理性质因素。
4.深入了解ZnO/Si基材料MOCVD生长机理，并探索优化技术参数的方法。
5.发表相关研究成果论文数篇。