本发明专利技术涉及一种低压发光宏观ＺｎＯ半导体单晶材料的制备方法，属于半导体光电子材料与器件技术领域。先将宏观ＺｎＯ半导体单晶材料固定在衬底上，放入等离子体处理器的真空室，通入Ｈ↓［２］气体，调整真空室通气阀门，使真空室中的真空度保持在１０～２０Ｔｏｒｒ；打开等离子体处理器开关，调节离子体处理器功率为１７０～３８０Ｗ，使氢等离子气体轰击样品３０～６０分钟，得低压发光宏观ＺｎＯ半导体单晶材料。该技术通过对宏观ＺｎＯ半导体单晶材料进行一系列的处理，使其电阻值发生明显改变，由处理前的高于２×１０↑［６］Ω，降至１００～５０００Ω。通过本发明专利技术，不仅可使宏观ＺｎＯ半导体单晶材料的导电性大大增强，并且最终可以实现在常温低压下，宏观ＺｎＯ半导体单晶材料的发光。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及，属于半导体光电子材料与器件
技术介绍
众所周知，ZnO作为一种宽禁带半导体材料，在光电子器件中有很大的应用前景，因此引起了全世界范围的广泛关注。目前国际上改变纳米ZnO单晶材料电性能的主要做法是通过掺杂的方法(Jr H.He，et al.Large-Scale Ni-Doped ZnONanowire Arrays and Electrical and Optical Properties，J.Am.CHEM.SOC.2005，127，16376-16377；William K.Liu，et al Spectroscopy of Photovoltaic and PhotoconductiveNanocrystalline Co2+-Doped ZnO Electrodes，J.Phys.Chem.B 2005，109，14486-14495)，发光的技术一般是使ZnO内部产生PN结，利用的是发光二极管原理。但是，截至目前并没有利用上述技术手段使宏观超长ZnO半导体单晶材料在低压下产生发光现象的相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种简单易控、适合大规模生产的低压发光宏观ZnO半导体单晶材料的制备方法。本专利技术所提供的通过对宏观超长ZnO半导体单晶材料简单处理来使其产生发光现象的报道在国际上是首次。制备而得的ZnO半导体单晶材料在低压直流电源作用下产生发光现象的技术。具体而言是通过以下方法制备而得的第一步将宏观ZnO半导体单晶材料固定在衬底上，放入等离子体处理器的真空室，抽真空至真空度1～5Torr；第二步通入H2气体，调整真空室通气阀门，使真空室中的真空度保持在10～20Torr； 第三步打开等离子体处理器开关，调节离子体处理器功率为170～380W，使氢等离子气体轰击样品30～60分钟，得低压发光宏观ZnO半导体单晶材料。利用以上方法制备的低压发光宏观ZnO半导体单晶材料能够在低压直流电源作用下产生发光现象。该技术通过对宏观ZnO半导体单晶材料进行一系列的处理，使其电阻值发生明显改变，由处理前的高于2×106Ω，降至100～5000Ω。通过本专利技术，不仅可使宏观ZnO半导体单晶材料的导电性大大增强，并且最终可以实现在常温低压下，宏观ZnO半导体单晶材料的发光。本专利技术提供的低压发光宏观ZnO半导体单晶材料的制备方法中的衬底材料为石英片或玻璃载玻片。本专利技术提供的低压发光宏观ZnO半导体单晶材料的制备方法中原料可以是宏观超长ZnO单晶片、宏观超长ZnO单晶杆或者宏观超长ZnO单晶梳等。本专利技术与
技术介绍
相比主要具有以下显著优点使宏观ZnO半导体单晶材料低压产生发光现象的技术，以易得的H2为气源，简单易控，重复性强，非常适合大量制可低压发光的ZnO半导体单晶材料。本专利技术的产品特点本专利技术不仅极大的改变了宏观超长ZnO晶体材料电阻特性，而且实现了低压发光，从发射光谱可以看出所发出光线为激光，这一技术使宏观ZnO半导体单晶材料有望在电子光电器件等领域获得重要应用。附图说明图1是宏观超长ZnO半导体单晶材料发光光谱具体实施方式以下运用实施例对本专利技术作详细说明实施例1(1)以石英片作衬底，放在无水乙醇中超声清洗并凉干；(2)将从宏观超长ZnO单晶簇中剥离出单根的ZnO半导体单晶结构体放于硅片上，只两端用银浆粘结；放于烘箱，120℃烘制15分钟，再在375℃下烘制20分钟；使单根ZnO半导体单晶结构体牢牢的粘结在硅片上，制备试验用样品；(3)将样品放入真空室，打开真空泵抽真空至5Torr； (4)以一定流量通入H2气体，调整真空室通气阀门，使生长室中的真空度保持恒定为10Torr；打开等离子体处理器开关，调节到功率为170W；在该功率下，保持氢等离子气体轰击样品持续60分钟；(5)轰击结束后，先关电源，再关气源，最后关闭真空泵，制备得低压发光宏观ZnO半导体单晶材料；(6)放气后取出样品后，连入测试装置中；打开测试装置电源，调节电压，在45V左右可以清楚观察到宏观超长ZnO半导体单晶材料的发光现象，从光谱中可以看出这与钨丝热发光的连续光谱完全不相同。实施例2(1)以玻璃载玻片作衬底，放在无水乙醇中超声清洗并凉干；(2)将从宏观超长ZnO单晶簇中剥离出单根的ZnO半导体单晶结构体放于玻璃载玻片上，只两端用银浆粘结；放于烘箱，125℃烘制15分钟，再在385℃下烘制20分钟；使单根ZnO半导体单晶结构体牢牢的粘结在玻璃载玻片上，制备试验用样品；(3)将样品放入真空室，打开真空泵抽真空至1Torr；(4)以一定流量通入H2气体，调整真空室通气阀门，使生长室中的真空度保持恒定为20Torr；打开等离子体处理器开关，调节到功率为250W；在该功率下，保持氢等离子气体轰击样品持续40分钟；(5)轰击结束后，先关电源，再关气源，最后关闭真空泵，制备得低压发光宏观ZnO半导体单晶材料；(6)放气后取出样品后，连入测试装置中；打开测试装置电源，调节电压，在32V左右可以清楚观察到宏观超长ZnO半导体单晶材料的发光现象，从光谱中可以看出这与钨丝热发光的连续光谱完全不相同。实施例3(1)以石英片作衬底，放在无水乙醇中超声清洗并凉干；(2)将从宏观超长ZnO单晶簇中剥离出单根的ZnO半导体单晶结构体放于硅片上，只两端用银浆粘结；放于烘箱，120℃烘制15分钟，再在375℃下烘制20分钟；使单根ZnO半导体单晶结构体牢牢的粘结在硅片上，制备试验用样品；(3)将样品放入真空室，打开真空泵抽真空至2.5Torr； (4)以一定流量通入H2气体，调整真空室通气阀门，使生长室中的真空度保持恒定为16Torr；打开等离子体处理器开关，调节到功率为380W；在该功率下，保持氢等离子气体轰击样品持续30分钟；(5)轰击结束后，先关电源，再关气源，最后关闭真空泵，制备得低压发光宏观ZnO半导体单晶材料；(6)放气后取出样品后，连入测试装置中；打开测试装置电源，调节电压，在14V左右可以清楚观察到宏观超长ZnO半导体单晶材料的发光现象，从光谱中可以看出这与钨丝热发光的连续光谱完全不相同。权利要求1.，其特征在于包括以下步骤第一步将宏观ZnO半导体单晶材料固定在衬底上，放入等离子体处理器的真空室，抽真空至真空度1～5Torr；第二步通入H2气体，调整真空室通气阀门，使真空室中的真空度保持在10～20Torr；第三步打开等离子体处理器开关，调节离子体处理器功率为170～380W，使氢等离子气体轰击样品30～60分钟，得低压发光宏观ZnO半导体单晶材料。2.如权利要求1所述的低压发光宏观ZnO半导体单晶材料的制备方法，其特征在于衬底材料为石英片或玻璃载玻片。3.如权利要求1所述的低压发光宏观ZnO半导体单晶材料的制备方法，其特征在于宏观ZnO半导体单晶材料为宏观超长ZnO单晶片、宏观超长ZnO单晶杆或者宏观超长ZnO单晶梳。全文摘要本专利技术涉及，属于半导体光电子材料与器件
先将宏观ZnO半导体单晶材料固定在衬底上，放入等离子体处理器的真空室，通入H文档编号H01S5/30GK101071835SQ20071004164公开日2007年11月14日 申请日期2007年6月6日 优先权日2007年6月6日专利技术者郁可, 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低压发光宏观ＺｎＯ半导体单晶材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：第一步：将宏观ＺｎＯ半导体单晶材料固定在衬底上，放入等离子体处理器的真空室，抽真空至真空度１～５Ｔｏｒｒ；第二步：通入Ｈ↓［２］气体，调整真空室通气阀门 ，使真空室中的真空度保持在１０～２０Ｔｏｒｒ；第三步：打开等离子体处理器开关，调节离子体处理器功率为１７０～３８０Ｗ，使氢等离子气体轰击样品３０～６０分钟，得低压发光宏观ＺｎＯ半导体单晶材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郁可，张宁，朱自强，李琼，王翠翠，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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