透明氧化物半导体因其优异的光学、电学、磁性特性,已广泛应用于电子学、微电子学和光电子学领域,在透明电子学、柔性电子学和自旋电子学等诸多领域具有巨大的现实和潜在应用前景。本书系统地论述透明氧化物半导体薄膜的制备技术、理论基础,分别阐述已经得到广泛应用或具有重要应用前景的八种典型氧化物半导体薄膜的晶体结构、形貌、缺陷、电子结构、电学性质、磁学性质、压电性质、光学性质、气敏性质和光催化性质,评述新兴透明氧化物电子学。
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前言
绪论1
第1章氧化物薄膜的制备技术5
11真空蒸发技术6
111金属和化合物蒸发6
112蒸发源的加热装置9
12MBE技术12
13溅射技术14
131双极直流反应溅射15
132偏压溅射16
133射频溅射18
134磁控溅射19
135离子束溅射22
14离子镀技术23
15CVD技术24
151APCVD和LPCVD技术25
152PECVD技术26
153MOCVD技术27
16溶液镀膜技术30
161喷涂高温分解30
162浸涂技术31
163化学溶解生长31
164solgel技术32
17阳极氧化技术33
171阳极氧化技术33
172等离子体阳极氧化技术34
参考文献36
第2章氧化物半导体基础41
21金属氧化物晶体结构41
211MO 型金属氧化物的典型晶体结构41
212MO2型金属氧化物晶体的典型晶体结构42
213M2O3型金属氧化物的典型晶体结构43
22金属氧化物的缺陷44
221金属氧化物晶体缺陷类型44
222金属氧化物晶体点缺陷理论基础45
23金属氧化物半导体的电学性质50
231金属氧化物半导体的电子结构51
232金属氧化物半导体的载流子浓度52
233金属氧化物半导体载流子输运散射机制54
24氧化物半导体的磁学性质57
241稀磁氧化物半导体的掺杂元素58
242氧化物半导体的铁磁性起源60
25透明氧化物半导体的光学性质62
251透明氧化物半导体的光学常数62
252BursteinMoss移动67
253透明氧化物半导体薄膜的PL特性70
26金属氧化物半导体的气敏特性74
参考文献76
目录· vii ·
· vi ·透明氧化物半导体
第3章ZnO薄膜81
31ZnO薄膜的晶体结构82
311ZnO的晶体结构82
312ZnO薄膜的XRD谱84
313ZnO薄膜的Raman谱86
314ZnO薄膜的RHEED图案88
315ZnO薄膜的HRTEM图像90
32ZnO的电子结构90
33ZnO的本征点缺陷92
34ZnO薄膜的电学性质94
341本征ZnO的弱n型导电94
342ZnO的掺杂96
343ZnO薄膜载流子散射机制99
35ZnO薄膜的磁学性质和压电性质100
351ZnO基稀磁半导体100
352ZnO薄膜的压电性质 102
36ZnO薄膜的光学性质103
361ZnO薄膜的光透射谱103
362ZnO薄膜的PL特性105
363ZnO薄膜的激子受激发射特性108
参考文献109
第4章SnO2薄膜114
41SnO2薄膜的晶体结构115
411SnO2的晶体结构115
412SnO2薄膜的XRD谱116
413SnO2薄膜的Raman谱120
414SnO2薄膜的TEM和HRTEM图像123
415SnO2薄膜的XPS谱125
416SnO2薄膜的RBS谱127
42金红石SnO2的电子结构127
43SnO2薄膜的电学性质129
431金红石SnO2的本征缺陷129
432金红石SnO2薄膜的掺杂131
433金红石SnO2薄膜载流子散射机制133
434铌铁矿SnO2薄膜的电学性质135
44SnO2薄膜的磁学性质136
45SnO2薄膜的光学特性137
451SnO2薄膜的光透射谱138
452SnO2薄膜的PL特性141
46金红石SnO2薄膜的气敏特性144
参考文献145
第5章TiO2薄膜151
51TiO2薄膜的晶体结构152
511TiO2的晶体结构152
5.1.2TiO2薄膜的XRD谱153
513TiO2薄膜的Raman谱157
514TiO2薄膜的XPS谱159
515TiO2的RBS谱159
52TiO2的电子结构161
53TiO2的本征点缺陷164
54TiO2薄膜的电学性质168
55TiO2薄膜的磁学性质173
56TiO2薄膜的光学性质175
561TiO2薄膜的光透射谱175
562TiO2薄膜的PL特性177
563TiO2薄膜的光学常数179
57TiO2薄膜的光催化特性181
参考文献183
目录· ix ·
· viii ·透明氧化物半导体
第6章In2O3薄膜190
61In2O3薄膜的晶体结构190
611In2O3薄膜的晶体结构190
612In2O3薄膜的XRD谱192
613In2O3薄膜的Raman谱195
614In2O3薄膜的HRTEM图像197
615In2O3薄膜的XPS谱200
616In2O3薄膜的RBS谱201
62In2O3的电子结构203
63In2O3薄膜的电学性质205
631In2O3的本征点缺陷205
632In2O3薄膜的电导特性207
633In2O3薄膜载流子散射机制211
64In2O3薄膜的磁学性质212
65In2O3薄膜的光学性质213
651In2O3薄膜的光透射谱214
652In2O3薄膜的PL特性216
653In2O3薄膜的光学常数217
66In2O3薄膜的气敏特性220
参考文献222
第7章Ga2O3薄膜227
71Ga2O3薄膜的晶体结构228
711Ga2O3的晶体结构228
712Ga2O3薄膜的XRD谱229
713βGa2O3的薄膜HRTEM图像232
714βGa2O3薄膜的Raman谱235
715βGa2O3的XPS谱237
716Ga2O3薄膜的RBS谱238
72Ga2O3的电子结构239
73Ga2O3薄膜的电学性质242
731Ga2O3的点缺陷242
732Ga2O3薄膜的电学性质244
74Ga2O3薄膜的光学性质246
741Ga2O3薄膜的光透射谱246
742Ga2O3薄膜的PL特性249
743Ga2O3的薄膜CL特性252
744Ga2O3薄膜的光学常数254
75βGa2O3薄膜的气敏特性256
参考文献258
第8章MgZnO薄膜263
81MgZnO薄膜的晶体结构264
811MgZnO薄膜的晶体结构264
812MgZnO薄膜的XRD谱265
813MgZnO薄膜的Raman谱269
814MgZnO薄膜的AFM图像270
815MgZnO薄膜的TEM和HRTEM图像271
816MgZnO的XPS谱273
817MgZnO薄膜的RBS谱275
82MgZnO的电子结构276
83MgZnO薄膜的电学和磁学性质280
831MgZnO薄膜的电学性质280
832MgZnO薄膜的磁学性质282
84MgZnO的光学性质283
841MgZnO薄膜的光透射谱283
842MgZnO薄膜的PL特性286
843MgZnO薄膜的长波光学声子性质290
844MgZnO薄膜的光学常数292
参考文献296
第9章GaInO和InGaZnO薄膜299
91引言299
92GaInO薄膜299
921GaInO薄膜的晶体结构300
922GaInO薄膜的电学性质307
923GaInO薄膜的光学性质309
93InGaZnO薄膜311
931InGaZnO薄膜的晶体结构312
932InGaZnO薄膜的电学性质315
933InGaZnO薄膜的光学性质325
参考文献326
目录· ix ·
· x ·透明氧化物半导体
第10章透明氧化物电子学330
101引言330
102透明氧化物薄场效应膜晶体管332
1021cIGZOTFT333
1022aIGZOTFT335
1023ZnOTFT344
103紫外发光二极管和激光二极管349
1031UVLED350
1032UVLD356
104透明UV探测器359
参考文献363
索引368
《半导体科学与技术丛书》已出版书目376
彩图377