【摘要】：氧化锌(ZnO)是一种直接宽带隙化合物半导体材料,其温度禁带长度为3.37eV,激子禁锢能为60meV,低于温度热能26meV,也远低于其它半导体材料,如早已在蓝紫光波段发光元件方面得到广泛应用的GaN材料的激子禁锢能只有25meV;因为ZnO中的激子才能在温度及以上气温下稳定存在,并且由激子-激子散射诱发的受激幅射的阀值要比电子-空穴等离子体复合的受激幅射阀值低得多,故ZnO是制备温度和更高湿度下的半导体激光器(LDs)的理想材料,而GaN基的半导体激光器必须依靠于其多量子阱或超晶格结构。在半导体发光元件应用方面,ZnO还有其它优势,如具有体单晶硅ZnO衬底材料、晶体常数与纯ZnO本身十分接近的MgZnO和ZnCdO三元合金量子传输 设备,那些都是将来实现ZnO基发光元件的有利条件。ZnO还有丰富多样的纳米结构,如纳火锅、纳米管、纳米带、纳米环等,它们会具有量子限制效应,如电子量子传输和幅射复合提高效应;ZnO的纳米结构在制备纳米光电子元件和纳米电子元件方面有挺好的应用价值,另外,ZnO的纳米结构还可以在场发射、医疗、生物传感器等领域得到应用。而且性能良好的p型ZnO材料的制备问题成为了近些年来实现ZnO基发光元件突破的困局,这也就成为了ZnO研究工作者的研究焦点和重点,成功制备ZnO同质发光三极管(LED)是回答这个问题最直接的方式。因为ZnO纳米材料具有丰富的结构形态、应用前景和科学研究价值,人们广泛举办了对ZnO纳米结构的研究,其中探求制备新的ZnO纳米结构、实现ZnO结构的重复与可控制备及其应用开发是当前研究的热点。本文发明了一台MOCVD设备和两种才能实现ZnOp型参杂的MOCVD生长方式量子传输 设备,并在获得性能优良的p型ZnO的基础上,研发了ZnO基LED原型元件,继英国以后,国际上第二个实现了ZnOpn结温度电注入发光;本文还使用MOCVD方式生长了ZnO外延薄膜,研发出首个ZnO单晶硅纳米管,可控生长出ZnO纳火锅,以及得到了新形态的ZnO纳米网路结构材料。现简略介绍如下:(1)设计并研发了一台生长ZnO专用的MOCVD设备,并获得了此设备的发明专利;使用该设备实现了ZnO的p型参杂和外延薄膜与纳米结构的生长。(2)首先借助MOCVD技术在硅衬底上可控生长了排列整齐的ZnO纳火锅阵列,并研究了ZnO纳拉面发光特点和场发射性能,说明了半径～10nm的
