本文报道了同质外延生长氧化锌(ZnO)单晶在高温氧气气氛退火前后的结构及光电特性.利用化学气相输运(CVT)法生长了红棕色的ZnO单晶,且进行高温氧气气氛退火处理后的ZnO单晶呈现无色透明状.通过X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、能谱仪(EDS)和拉曼(Raman)光谱测试分析了高温氧气气氛退火前后的ZnO单晶结构,讨论了退火对单晶内部缺陷类型及结构的影响.XRD测试表明ZnO单晶的生长方向为(002)方向.退火前后ZnO单晶的ω摇摆曲线半高宽分别为59″和31″,表明退火后单晶内缺陷显著减少;XPS和EDS能谱分析了退火前后ZnO单晶的成分和元素价态,结果表明高温氧气气氛处理后单晶内Zn和O元素含量比更接近理论值;通过Raman光谱分析了高温氧气气氛处理前后ZnO单晶的不同拉曼振动模式;通过紫外光谱数据分析,得到了退火前后ZnO单晶的光学禁带宽度分别为3.05 eV和3.2 eV;最后,通过Hall测试分析了高温氧气气氛退火处理前后ZnO单晶的电学性能参数,并深入讨论了退火前后ZnO单晶的低温电输运特性.
ZnO 化学气相输运 晶格氧 禁带宽度 载流子浓度 Hall效应