Ga_2O_3-In_2O_3透明导电氧化物的光电性能

【摘要】随着透明光电子器件的应用与发展，深紫外透明氧化物半导体的光电性能越来越受到人们的光注。Ga2(1-x)In2xO3(Ga2O3-In2O3)固溶体可认为是Ga2O3和In2O3的合金相，其光学带隙能随In含量的变化在3.7~4.9eV之间发生变化。Ga2(1-x)In2xO3固溶体具有较宽的光学带隙，故在深紫外波段透过率较高，可以用来作为一些深紫外光电子器件。但是，满足化学计量比的Ga2(1-x)In2xO3导电性较差，所以我们通过引入缺陷或者杂质来提高Ga2(1-x)In2xO3的导电性，从而为在实验中得到高透过率、高电导率的Ga2(1-x)In2xO3薄膜提供理论和实验依据。在理论方面，本文运用第一性原理方法，研究了不同Sn掺杂位置和掺杂浓度以及氧空位对Ga2(1-x)In2xO3的电子结构和光电性质的影响。研究发现，在Sn掺杂Ga1.375In0.625O3中，Sn—O键具有较强的离子性，Sn4+更倾向于替位掺杂In3+。Sn掺杂Ga1.375In0.625O3是典型的n型简并半导体，杂质能带主要是由Sn5s态组成的。Ga1.25In0.625Sn0.125O3具有较小的电子有效质量和较大的电子迁移率，而Ga1.375In0.5Sn0.125O3具有较大的相对电子数量和电导率。随Sn掺杂浓度的增加，Sn掺杂Ga1.375In0.625O3的晶格常数有所增加，光学带隙减小，相对电子数量增加，电子迁移率降低，电导率增强。含VO(3)的Ga1.5In0.5O3晶体结构最稳定。随氧空位的形成，费米能级附近形成一条施主杂质能级。VO(3)中电子的电离能最大，故导电性较差。含氧空位VO(1)和VO(2)的Ga1.5In0.5O3的杂质能级主要是由Ga4s、4p态和O2p态组成；而含氧空位VO(3)的Ga1.5In0.5O3的杂质能级主要是由Ga4s、4p态，In5s、5p态以及O2p态组成。在氧空位形成之后，镓铟氧化物的光透过率仍较高。在实验方面，运用射频磁控溅射和直流磁控溅射技术制备了Ga2O3-In2O3:Sn多层交替结构薄膜。研究发现，多层交替薄膜的结构、光学和电学性质随周期数的变化而变化。其中，72nm厚度的二周期Ga2O3-In2O3:Sn多层薄膜的光电性能较好：具有低的面电阻225.5/sq，在300nm波长透过率超过62.9%。经退火处理后，研究了退火温度对Ga2O3-In2O3:Sn膜系的光电特性的影响，得到了Ga2(1-x)In2xO3固溶体形成时的退火温度。二周期Ga2O3-In2O3:Sn薄膜经600C退火后具有较好的光电性能。
【作者】徐诚阳；
【导师】闫金良；
【作者基本信息】鲁东大学，原子与分子物理，2014，硕士
【关键词】Ga2O3-In2O3；第一性原理计算；磁控溅射；电子结构；光电特性；

【参考文献】
[1]邹鹏,黄德欢.石墨烯及其应用[J].科学,2014,01:29-32+4.
[2]马志明.我国东北地区金融业发展实证研究[D].首都经济贸易大学,区域经济学,2013,硕士.
[3]王蓉.肝星状细胞特异性启动子调控的真核表达载体的构建与鉴定[D].华中科技大学,消化内科,2013,硕士.
[4]杨婧.中国商业银行信用风险管理问题研究[D].首都经济贸易大学,数量经济学,2013,硕士.
[5]徐学勤.生物反馈电刺激与雌三醇治疗围绝经期妇女压力性尿失禁的疗效分析[D].山东大学,妇产科学（专业学位）,2012,硕士.
[6]李锡哲.论权力腐败的治理对策[D].大连理工大学,马克思主义理论与思想政治教育,2004,硕士.
[7]雷瑶.信息物理融合系统的形式化建模与分析[D].广东工业大学,计算机系统结构,2013,硕士.
[8]魏丹.A Corpus-based Study of Nominalization in Writings of Chinese Students Majoring in English[D].西安外国语大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[9]崔元鑫.基于虚拟样机技术的某前置前驱轿车建模与平顺性仿真分析[D].吉林大学,车辆工程,2013,硕士.
[10]漆红兰.纳米粒子组装电化学生物传感器和电化学发光免疫分析法的研究[D].陕西师范大学,2005.
[11]邹红.论附条件不起诉制度在我国的建立[D].南京师范大学,诉讼法学,2012,硕士.
[12]高新宝.甲状腺全切除术后甲状旁腺机能的动态观察及银杏叶提取物对其机能恢复的治疗影响[D].吉林大学,外科学,2013,硕士.
[13]周新林.铝用阳极消耗机理研究及降低阳极净耗途径探讨[D].中南大学,有色金属冶金,2004,硕士.
[14]郑军.基于工序碳源的砂型铸造碳排放及碳效率建模研究[D].浙江大学,机械制造及其自动化,2014,博士.
[15]刘苏珍.基本农田保护的经济补偿机制研究[D].宁波大学,人文地理学,2013,硕士.
[16]帅琪峰.白菜核雄性不育两用系花蕾cDNA文库的构建及雄性不育相关基因的初步筛选[D].浙江大学,蔬菜学,2004,硕士.
[17]唐世渭.电信企业信息化中数据仓库技术的应用[J].电信科学,2003,01:51-54.
[18]徐晓伟.广西北部湾经济区吸引台资的环境评价及政策建议[D].广西师范大学,区域经济学,2013,硕士.
[19]魏宁.迷茫与追寻—新世纪汉族作家的“西藏想象”现象探析[D].河北师范大学,中国现当代文学,2013,硕士.
[20]康艳梅.日粮中添加百里香对滩羊肉风味物质的影响[D].宁夏大学,动物学,2014,硕士.
[21]吕亚梅.基于主成分分析法的湖北省可持续发展水平综合评价[D].武汉理工大学,应用数学,2012,硕士.
[22]杜建强.信息技术在医药领域的应用[J].计算机与现代化,2005,12:17-20.
[23]刘旭.生产队：公社时期农村的基层单位[D].华中师范大学,政府经济学,2014,硕士.
[24]范振中.含一种特殊税率的生产—交换经济的一般均衡问题的研究[D].华中师范大学,政治经济学,2013,硕士.
[25]徐恬.Co-Cr合金修复体选择性激光熔化工艺及力学性能研究[D].华中科技大学,材料工程,2013,硕士.
[26]张策.基于语料库的英语中动结构副词研究[D].河北大学,英语语言文学,2014,硕士.
[27]王真.基于Android平台的移动DRM技术研究与开发[D].河南科技大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[28]侯文静.邢台市老城区交通拥堵问题及对策研究[D].燕山大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[29]李正阳,周爱国,王李波,孙丹丹.二维晶体MXene的制备与性能研究进展[J].硅酸盐通报,2013,08:1562-1566.
[30]吕成国,王承发,李俊庆,韩纪庆,徐近霈.RASTA-PLP技术与谱减相结合的去噪方法[J].自动化学报,2000,05:717-720.
[31]张毓峰.中国餐饮业特许连锁经营发展对策研究[D].西南财经大学,工商管理,2003,硕士.
[32]吴丽敏.李箱《翅膀》与鲁迅《狂人日记》比较研究[D].四川外国语大学,亚非语言文学,2014,硕士.
[33]肖珂.新媒体技术在手工艺非物质文化遗产中的创新应用[D].云南艺术学院,设计艺术学,2013,硕士.
[34]陈锐强.核电站管道流固耦合应力分析[D].大连理工大学,计算力学,2013,硕士.
[35]安灵敏.多场耦合的多元合金凝固过程相场法模拟[D].兰州理工大学,材料加工工程,2014,硕士.
[36]王丹.尿CysC和KIM-1在评估冠脉造影后急性肾损伤中的意义[D].遵义医学院,内科学（专业学位）,2013,硕士.
[37]王珺.子宫腺肌病内膜细胞起源的实验研究[D].遵义医学院,妇产科学,2014,硕士.
[38]王利,蔡乐,王红燕,任启龙.山西省县域经济发展影响因素的空间异质性研究——基于地理加权回归(GWR)模型[J].资源开发与市场,2014,02:152-155+166.
[39]封海粟.类型电视的融合与创新：电视真人秀节目发展趋势研究[D].重庆大学,戏剧与影视学,2014,硕士.
[40]张丽芳.基于石墨烯的直接甲醇燃料电池催化剂材料的可控制备及性能研究[D].天津大学,应用化学,2013,硕士.
[41]张旭静.MRI功能成像对腰椎间盘退变下腰痛的临床应用价值研究[D].河北医科大学,影像医学与核医学（专业学位）,2013,硕士.
[42]张毅.高架轨道交通的景观问题研究[D].浙江大学,建筑技术科学,2004,硕士.
[43]韩明杰.吉尔吉斯斯坦孔子学院汉语传播现状及分析研究[D].新疆师范大学,语言学及应用语言学,2013,硕士.
[44]杨鹏,吴娅妮,马士聪,杨景,岑旭,王军波.控制保护特性对±1100kV特高压直流过电压的影响[J].电力系统自动化,2015,10:181-185+191.
[45]黄少锐.GNSS软件接收机中室内微弱卫星信号捕获技术的研究[D].华中科技大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[46]郭一楠,程健,陈美蓉,刘丹丹,王辉.矿井通风网络的递阶文化优化方法[J].控制与决策,2012,10:1542-1546.
[47]刘艳.几个甜菜品种（系）耐盐性及相关增产措施的研究[D].山东师范大学,植物学,2013,硕士.
[48]刘建立,王彦辉,于澎涛,程丽莉,熊伟,徐丽宏,杜阿朋.六盘山叠叠沟小流域典型坡面土壤水分的植被承载力[J].植物生态学报,2009,06:1101-1111.
[49]茆卉.聚3，4-乙撑二氧噻吩及其复合物微/纳米结构的构筑与电催化性质研究[D].吉林大学,2011.
[50]陈琳.高校自主招生制度对农村考生公平缺失原因及对策分析[D].湖北大学,高等教育学,2012,硕士.