1、極性ZnO基異質(zhì)結(jié)中存在自發(fā)極化和壓電極化現(xiàn)象，將會(huì)導(dǎo)致器件發(fā)光效率降低和發(fā)光波長(zhǎng)紅移。為了消除極性ZnO基材料中存在的極化現(xiàn)象，有必要對(duì)非極性ZnO基材料進(jìn)行研究。非極性ZnO和ZnMgO薄膜作為非極性ZnO/ZnMgO異質(zhì)結(jié)的基礎(chǔ)材料，其晶體結(jié)構(gòu)質(zhì)量和光電性能成為影響非極性ZnO基器件的重要因素。
　　 本文采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)法在MgO(100)襯底上制備非極性ZnO薄膜和ZnMgO薄膜，并以極性ZnO基

2、薄膜作為對(duì)比參照，研究不同生長(zhǎng)參數(shù)對(duì)薄膜生長(zhǎng)取向和光電性能的影響。目前還未見(jiàn)有關(guān)MgO(100)襯底上生長(zhǎng)非極性ZnMgO薄膜的報(bào)道，因此本文的研究工作對(duì)推進(jìn)非極性ZnO基異質(zhì)結(jié)的發(fā)展具有重要意義。
　　 本文首先在不同襯底上成功制備極性ZnO薄膜，以作為非極性ZnO基薄膜的對(duì)比參照。研究發(fā)現(xiàn)MgO(111)襯底可以用于極性ZnO基薄膜的生長(zhǎng)，且相較于傳統(tǒng)Si襯底，制備得到的薄膜XRD圖中單位膜厚對(duì)應(yīng)的極性峰峰強(qiáng)更強(qiáng)、半高寬更小

3、且沿c軸方向的晶粒尺寸更大，因此其晶體質(zhì)量更好。
　　 其次，在MgO(100)襯底上制備非極性ZnO薄膜，發(fā)現(xiàn)當(dāng)通入生長(zhǎng)室的Zn源流量和O源流量的比例為15:30時(shí)，薄膜顯示的非極性取向最強(qiáng)，本文通過(guò)理論解釋了這一現(xiàn)象發(fā)生的根本原因，為MOCVD法生長(zhǎng)非極性薄膜時(shí)控制源流量提供有用借鑒。非極性ZnO薄膜800℃退火后非極性取向增強(qiáng)但相應(yīng)光學(xué)質(zhì)量下降，說(shuō)明退火處理不一定能同時(shí)增強(qiáng)薄膜非極性取向和光學(xué)質(zhì)量。
　　 最后，在

4、MgO(100)襯底上生長(zhǎng)非極性ZnMgO薄膜。襯底溫度為400℃時(shí)制備得到的單一取向非極性ZnMgO薄膜具有良好的單晶性，且這是首次在MgO襯底上得到非極性單晶ZnMgO薄膜。該薄膜表面形貌為條紋狀結(jié)構(gòu)，樣品中Mg含量為3 at.％。為分析不同緩沖層對(duì)ZnMgO薄膜非極性強(qiáng)弱及Mg含量的影響，薄膜生長(zhǎng)前預(yù)先在MgO(100)襯底上沉積緩沖層。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，選用MgO為緩沖層時(shí)，更有利于ZnMgO薄膜沿非極性取向生長(zhǎng)；若要有效促進(jìn)Mg的摻入