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一维纳米ZnO半导体材料的掺杂及器件制备
一维纳米ZnO半导体材料的掺杂及器件制备
摘要
本文综述了一维纳米氧化锌半导体材料的掺杂方法及器件制备。一维纳米氧化锌是一种很有潜力的半导体材料，具有宽带隙、高电子迁移率和良好的光电性能等特点。本文重点介绍了掺杂氧化锌材料的常见方法，例如离子注入、熔体扩散、氧化物分解等，探讨了不同掺杂方式对氧化锌材料性能的影响。此外，本文还介绍了一维纳米氧化锌器件制备过程，包括金属有机化学气相沉积法、溶胶-凝胶法、气相-液相-固相法等。最后，本文对一维纳米氧化锌半导体材料的未来发展方向进行了展望。
关键词：一维纳米氧化锌；半导体材料；掺杂；器件制备
Abstract
Thispaperreviewsthedopingmethodsanddevicefabricationofone-dimensionalnanozincoxidesemiconductormaterials.One-dimensionalnanozincoxideisapromisingsemiconductormaterialwithwidebandgap,highelectronmobility,andgoodphotoelectricproperties.Thispaperfocusesonthecommondopingmethodsofzincoxidematerials,suchasionimplantation,meltdiffusion,andoxidedecomposition,andexplorestheinfluenceofdifferentdopingmethodsonthepropertiesofzincoxidematerials.Inaddition,thispaperalsointroducesthefabricationprocessofone-dimensionalnanozincoxidedevices,includingmetal-organicchemicalvapordeposition,sol-gelmethod,gas-solid-liquidphasemethod,etc.Finally,thispaperlooksaheadtothefuturedevelopmentdirectionofone-dimensionalnanozincoxidesemiconductormaterials.
Keywords:one-dimensionalnanozincoxide;semiconductormaterials;doping;devicefabrication
引言
一维纳米氧化锌是一种很有潜力的新型半导体材料。相比于传统的氧化锌材料，一维纳米氧化锌材料具有更优秀的光电性能和更高的比表面积。这些性能使得一维纳米氧化锌材料被广泛应用于太阳能电池、光电器件、传感器、荧光显示器和发光二极管等领域。然而，一维纳米氧化锌材料的纯度和掺杂均匀性对于其性能和应用至关重要。因此，本文主要介绍一维纳米氧化锌材料的掺杂方法和器件制备方法。
一、掺杂方法
1.离子注入法
离子注入法是一种常用的掺杂方法。这种方法可以在单晶氧化锌表面形成高浓度掺杂的区域。在离子注入过程中，氧化锌样品被置于真空室中，注入离子束的能量和剂量可以通过调节离子源加速电压和注入时间来控制。离子注入法可以用于制备氧化锌材料的p型和n型半导体。
2.熔体扩散法
用熔体扩散法掺杂氧化锌材料时，采用高温将掺杂物溶入氧化锌中。掺杂后，样品被快速淬火以维持其晶体结构和掺杂均匀性。这种方法可以实现更广泛的掺杂浓度，并且可以制备出更大的样品。但是，由于需要高温，这种方法可能会影响氧化锌的性质。
3.氧化物分解法
氧化物分解法是一种将掺杂物加入氧化锌材料中并在室温下进行加热分解的方法。分解过程中，掺杂物会扩散到氧化锌晶体中形成掺杂区域。这种方法比离子注入和熔体扩散方法更加灵活。它可以制备出大面积的掺杂薄膜和纳米线。
二、器件制备
1.金属有机化学气相沉积法
金属有机化学气相沉积法是制备一维纳米氧化锌材料的常用方法之一。该方法通过将金属有机和氧化锌作为原料，在高温下进行气体相沉积。在这种沉积过程中，氧化锌晶体生长在亚微米尺寸的金属有机颗粒上，形成直径几十至几百纳米的一维纳米氧化锌。
2.溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法是制备一维纳米氧化锌材料的一种化学方法。该方法通过控制氢氧化锌溶胶的成分和处理条件来实现纳米维级氧化锌的制备。在这个过程中，先制备出Zn醇酸和水的混合溶液，再实现溶胶-凝胶过程，最后将凝胶样品进行煅烧处理得到一维纳米氧化锌。
3.气相-液相-固相法
气相-液相-固相法是一种制备一维纳米氧化锌的深度品质的方法。该方法通过用化学气相沉积法将金属有机气体分解