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研究生:蘇俊聰
研究生(外文):Chun Tsung Su
論文名稱:利用快速脈衝雷射蒸鍍法成長氧化鋅薄膜
指導教授:陳銘堯陳銘堯引用關係
指導教授(外文):Ming Yau Chern
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:物理研究所
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:42
中文關鍵詞:氧化鋅脈衝雷射蒸鍍
外文關鍵詞:pulsed laser depositionZnOPLD
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我們利用快速脈衝雷射蒸鍍法(Fast Pulsed Laser Deposition,簡稱FPLD),以氧化鋁(0001)為基板,在其上成長氧化鋅(0001)的單晶薄膜。快速脈衝雷射蒸鍍法使用diode pumped solid-state laser以蒸鍍氧化鋅靶材,並輔以RF atom source補充原子氧。

我們利用X-ray測量結晶品質,氧化鋅(0002)的High resolution rocking curve 可達100 arcsec及ω-scan為 10 arcsec。原子力顯微鏡(AFM)顯示表面粗糙度約為1 nm及結晶區域(grain)約 300 nm×300 nm。其PL光譜顯示出幾乎沒有綠光的缺陷,在10 K時donor-bound exciton的光譜線半高寬可在5 meV以下,並且可看到釵h的精細結構。其霍爾效應量測證明氧化鋅薄膜為n-type,在室溫時,載子濃度約1×1017 cm-3,mobility為30 cm2/Vs。
目錄
1、 簡介
1.1 脈衝雷射蒸鍍法 2
1.2 快速脈衝雷射蒸鍍法 3
1.3 氧化鋅及氧化鋁的晶體結構 7

2、 氧化鋅薄膜的製備
2.1 材料 8
2.2 流程 8
2.3 成長環境 8

3、X-Ray diffraction (XRD)
3.1 X-Ray的產生 9
3.2 布拉格(Bragg)繞射 10
3.3 High resolution rocking curve 11
3.4 ω-scan 17
3.5 Grazing incidence X-Ray reflectivity 19

4、PL光學性質量測
4.1 簡介及儀器架設 21
4.2 Photoluminescence spectra of ZnO thin film 22

5、原子力顯微鏡
5.1 原子力顯微鏡簡介 27
5.2 氧化鋅薄膜的AFM 29
5.3 Phase Imaging by tapping mode 30

6、霍爾效應量測電性
6.1 霍爾效應(Hall effect)簡介 31
6.2 Van de Pauw method 32
6.3 儀器架設 36
6.4 結果 37

7、結論 38

8、附錄 39

9、參考資料 42
[1] D. C. Look, Mater. Sci. Eng. B 80, 383 (2001)
[2]陳銘堯,“簡介脈衝雷射蒸鍍法”,物理雙月刊,15卷,5期,P669,1993
[3] http://www.lambdaphysik.com/
[4] B.E.A. Saleh,M.C. Teich. Fundamentals of Photonics(John Wiley & Sons,Inc.) p92-94
[5] Oxford Applied Research,http://www.oaresearch.co.uk/HDSeries.pdf
[6] http://global.kyocera.com/prdct/fc/product/pdf/s_c_sapphire.pdf
[7] Y. Chen, D. M. Bagnall, H.-J. Ko, K.-T. Park, K. Hiraga, Z. Zhu, and T.Yao, J. Appl. Phys. 84, 3912 (1998)
[8] Y.Chen,Hang-Ju Ko,Soon-Ku Hong,and Takafumi Yao, Appl. Phys. Lett. 76,559(2000)
[9] D.Keith Bowen,High resolution X-Ray diffractometry and topography.(Taylor & Francis)
[10]林明正,Ca3PbN薄膜的合成及結構,2001,臺灣大學物理學系碩士論文
[11]劉達人,鉍薄膜結構之生長及其巨大非線性光學性質之研究,2002臺灣大學物理學系博士論文
[12] D. C. Look, D. C. Reynolds, C. W. Litton, R. L. Jones, D. B. Eason, and G. Cantwell, Appl. Phys. Lett. 81,1830 (2002).
[13] K. Thonke, Th. Gruber, N. Teofilov, R. Schönfelder, A. Waag, and R. Sauer, Physica B 308–310, 945 (2001).
[14]C.F. Klingshirn,Semiconductor Optics,Springer(1995) p.240-244
[15]NT-MDT Co.,Solver Instruction manual
[16]http://www.eeel.nist.gov/812/hall.html
[17]Keithley 7065 Hall effect card Instruction manual
[18] L. J. van der Pauw, "A Method of Measuring Specific Resistivity and Hall Effect of Discs of Arbitrary Shapes," Philips Res. Repts. 13, 1-9 (1958).
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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