




氧化锌(ZnO)半导体室温带隙为3.37eV,且束缚激子能高达60MeV,使其在紫外半导体光电器件方面具有很大潜在应用价值。诱人的应用前景和制备难度使得ZnO晶体的生长技术成为材料研究的热点。众所周知氧化锌(ZnO)作为宽禁带半导体材料,具有纤锌矿结构,在室温下具有较强的激光发射性能,在光学、电学、磁学、催化以及传感器等方面具有广阔的应用前景。

基于氧化锌(ZnO)的紫外激光器的实现掀起了对于传统的纤锌矿结构的半导体氧化锌(ZnO)材料的新的研究热潮.氧化锌(ZnO)以其优良的综合性能将成为下一代光电子材料,因此对氧化锌(ZnO)单晶的研究有重要的理论和实践意义。氧化锌(ZnO)晶体具有四种晶体结构,闪锌矿结构(与金刚石类似,可看成氧原子FCC排列,4个锌原子占据金刚石中晶胞内四个碳原子的位置);NaC结构;CsCl结构(氧原子简单立方排列,锌原子占据体心位置);纤锌矿结构(六方结构,氧原子层和锌原子层呈六方紧密排列)。

氧化锌(ZnO)单晶是具有半导体、发光、压电、电光等多种用途的功能晶体材料。不仅可用于制作紫外光电器件,也是高1性能的移动通讯基片材料和优1秀的闪烁材料;此外,氧化锌(ZnO)与GaN的晶格失配度特别小,是GaN外延生长理想的衬底材料。同时由于具有可见区透明,机电耦合系数大,能使气体分子在其表面的吸附-解析等性质,有望在高峰值能量的能量限制器、大直径高质量的GaN的衬底、未来的5GHz之外的无线通信、高电场设备、高温高能电子器件、高电场设备、高温高能电子器件等方面得到广泛应用。

采用化学气相法在加热温度为300~500℃下进行试验,加热温度对氧化锌(ZnO)晶体的外观形貌有很重要的影响。氧化锌(ZnO)是一致熔融化合物,熔点为1975℃。由于高温下氧化锌(ZnO)的挥发性很强,传统的提拉法等熔体生长工艺很难获得氧化锌(ZnO)晶体体单晶。目前,氧化锌(ZnO)晶体体单晶的生长方法主要有缓慢冷却法、水热法和气相生长法。采用水热法,可以从KOH和LiOH混合水溶液中生长ZnO晶体。晶体呈浅绿色或浅***,完整性较好,但尺寸还不够大,难以满足工业应用的需求。
