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ZnO薄膜及ZnO基薄膜晶体管的研究
摘要：
本文综述了ZnO薄膜及ZnO基薄膜晶体管的研究现状。首先介绍了ZnO的晶体结构、电子结构及性质，重点介绍了ZnO薄膜的制备方法，并对其特点进行了分析。然后介绍了ZnO基薄膜晶体管的研究进展，包括材料的制备方法、器件结构以及性能评价等方面，同时分析了ZnO基薄膜晶体管的未来发展方向。
关键词：ZnO薄膜，ZnO基薄膜晶体管，制备方法，性能评价，发展方向。
一、引言
ZnO作为一种重要的半导体材料，在电子学、光电子学、光伏等领域中有着广泛的应用。其中，ZnO薄膜及ZnO基薄膜晶体管作为新型器件，不仅具有较高的电学性能，同时也有很好的机械性能、热稳定性能以及光学性能。因此，对于ZnO薄膜及ZnO基薄膜晶体管的研究一直备受关注。
二、ZnO薄膜的制备方法及特点
ZnO是一种常见的半导体材料，其晶体结构为六方最密堆积(hcp)结构，属于空间群P63mc，晶格常数为a=0.3249nm，c=0.5205nm。此外，ZnO的电子结构具有较大的能带间隙(3.37eV)，且具有高的紫外敏感度和热稳定性能，因此被广泛应用于光电子学领域。
制备ZnO薄膜的方法有很多种，包括物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、溅射法、电子束蒸发法、离子束沉积法等。其中，溅射法制备的ZnO薄膜具有较高的质量，为当前ZnO薄膜应用于光电子学、生物医学等领域的重要载体。
ZnO的特点主要包括以下几个方面：
1.宽能隙：ZnO的能隙为3.37eV，具有很好的紫外敏感度，可以用于太阳能电池、光电探测器等领域。
2.透明导电性：ZnO的导电性能较好，是制备光电器件重要的材料之一。透明导电膜具有广泛的应用前景，可以用于液晶显示、光电器件、光伏器件等领域。
3.生物相容性：ZnO是一种生物相容性较好的材料，可以用于制备生物医学材料、生物传感器等领域。
4.热稳定性：ZnO在高温下依旧能保持很好的性能，可以用于热敏器件、气敏器件等领域。
三、ZnO基薄膜晶体管的研究进展
ZnO基薄膜晶体管是一种新型的半导体器件，由于其高电子迁移率、宽带隙、透明导电性等特性，具有很好的应用前景。目前，ZnO基薄膜晶体管的研究主要集中在以下几个方面：
1.制备方法
目前，制备ZnO基薄膜晶体管的方法主要包括物理气相沉积法、热极限蒸发法、溅射法等。其中，溅射法制备的ZnO薄膜晶体管具有很好的电学特性，适用于应用于生物传感器、光电器件等领域。
2.器件结构
ZnO基薄膜晶体管的器件结构一般为MIS结构，即金属-绝缘体-半导体结构。其中，金属可以是铝、铜、银等，绝缘体可以是氧化硅等，半导体为ZnO薄膜。该结构具有较好的电学性能，因此成为当前研究的热点之一。
3.性能评价
ZnO基薄膜晶体管的性能评价主要包括电学特性、稳定性以及光学性能等方面。其中，电学特性主要包括开关比、迁移率等参数，稳定性主要包括温度稳定性、光暴击稳定性等，光学性能主要包括透明度、光学带隙等参数。目前，对于ZnO基薄膜晶体管的性能评价已经取得了很好的研究成果。
四、发展趋势及未来方向
目前，ZnO基薄膜晶体管在光电子学、生物医学、能源等领域具有很好的应用前景。因此，未来的发展方向主要集中在以下几个方面：
1.提高电学性能：通过改进制备方法、器件结构等方面，提高ZnO基薄膜晶体管的电学性能。
2.提高稳定性：通过选择合适的材料以及改进制备条件等方面，提高ZnO基薄膜晶体管的稳定性，使其更适合应用于机械、光学等领域。
3.光电子学应用：通过改进制备方法以及器件结构等方面，提高ZnO基薄膜晶体管的光电性能，以适用于更广泛的光电子学应用领域。
4.生物医学应用：通过选择合适的材料以及改进制备条件等方面，提高ZnO基薄膜晶体管在生物医学领域的应用性能，为生物医学器械的开发提供新材料。
五、结论
本文综述了ZnO薄膜及ZnO基薄膜晶体管的研究现状。ZnO作为一种重要的半导体材料，在电子学、光电子学等领域具有广泛的应用。ZnO基薄膜晶体管具有很好的电学性能、稳定性和光学性能，因此对于其研究具有重要意义。未来在提高电学性能、稳定性和光电子学应用以及生物医学应用等方面，ZnO基薄膜晶体管有着广泛的应用前景。