| 中文摘要 | 第3-5页 |
| 英文摘要 | 第5-7页 |
| 1 绪论 | 第11-23页 |
| 1.1 引言 | 第11-12页 |
| 1.2 ZnO材料物理性质 | 第12-14页 |
| 1.3 ZnO掺杂及其电学性质 | 第14-17页 |
| 1.3.1 n型掺杂 | 第14页 |
| 1.3.2 p型掺杂 | 第14-16页 |
| 1.3.3 阻碍ZnO形成有效p型掺杂的主要因素及其可能的解决途径 | 第16-17页 |
| 1.4 ZnO基稀磁半导体的研究进展 | 第17-20页 |
| 1.4.1 过渡金属掺杂ZnO的研究现状 | 第18-19页 |
| 1.4.2 非磁性元素掺杂ZnO稀磁半导体的研究现状 | 第19页 |
| 1.4.3 ZnO基稀磁半导体磁性机理研究进展 | 第19-20页 |
| 1.5 论文选题的目的、意义及研究内容 | 第20-23页 |
| 2 ZnO薄膜的制备及表征手段 | 第23-41页 |
| 2.1 薄膜的制备方法 | 第23-25页 |
| 2.1.1 射频磁控溅射原理 | 第23-24页 |
| 2.1.2 磁控溅射的主要参量 | 第24-25页 |
| 2.2 离子注入技术 | 第25-27页 |
| 2.2.1 离子注入工作原理 | 第25-26页 |
| 2.2.2 离子注入垂直投影射程分布 | 第26-27页 |
| 2.3 退火(热处理) | 第27-28页 |
| 2.4 样品的分析和表征手段 | 第28-31页 |
| 2.4.1 X射线衍射(XRD)分析 | 第28页 |
| 2.4.2 霍尔(Hall)测试 | 第28-29页 |
| 2.4.3 双光束紫外-可见分光光度计原理 | 第29页 |
| 2.4.4 光致发光(PL) | 第29-30页 |
| 2.4.5 X射线光电子能谱仪(XPS) | 第30-31页 |
| 2.4.6 拉曼光谱(Raman Spectra) | 第31页 |
| 2.4.7 超导量子干涉磁强计(SQUID) | 第31页 |
| 2.5 第一性原理计算的理论方法 | 第31-41页 |
| 2.5.1 密度泛函理论简介(DFT) | 第31-36页 |
| 2.5.2 MedeA软件简介 | 第36-37页 |
| 2.5.3 半导体缺陷形成能的计算 | 第37-38页 |
| 2.5.4 CI-NEB方法 | 第38-41页 |
| 3 In掺杂和In-N共掺ZnO薄膜的制备和性能研究 | 第41-65页 |
| 3.1 引言 | 第41页 |
| 3.2 In掺杂和In-N共掺ZnO薄膜的制备 | 第41-42页 |
| 3.3 ZnO:In薄膜的性能研究 | 第42-44页 |
| 3.4 ZnO:(In, N)薄膜的性能研究 | 第44-57页 |
| 3.4.1 退火对ZnO:(In, N)薄膜电学性质的影响 | 第44-46页 |
| 3.4.2 退火对ZnO:(In, N)薄膜结构的影响 | 第46-47页 |
| 3.4.3 ZnO:(In, N)薄膜的Raman光谱分析 | 第47-48页 |
| 3.4.4 ZnO:(In, N)薄膜XPS光谱分析 | 第48-50页 |
| 3.4.5 ZnO:(In, N)薄膜的光学性质 | 第50-54页 |
| 3.4.6 同质PN结的制备和性能分析 | 第54-57页 |
| 3.5 ZnO:(In, N)薄膜p型导电机理分析 | 第57-61页 |
| 3.5.1 计算方法与参数的选择 | 第57页 |
| 3.5.2 计算结果及p型ZnO:(In, N)薄膜的机理分析 | 第57-61页 |
| 3.6 ZnO:(In, N)薄膜的p型稳定性研究 | 第61-64页 |
| 3.7 本章小结 | 第64-65页 |
| 4 Cu掺杂和Cu-N共掺ZnO薄膜的制备和性能研究 | 第65-79页 |
| 4.1 引言 | 第65页 |
| 4.2 ZnO:Cu及ZnO:(Cu, N)薄膜的制备 | 第65-66页 |
| 4.3 ZnO:Cu薄膜的性能研究 | 第66-70页 |
| 4.3.1 ZnO:Cu薄膜的电学性质 | 第66-67页 |
| 4.3.2 ZnO:Cu薄膜的XPS光谱分析 | 第67页 |
| 4.3.3 ZnO:Cu薄膜的磁性分析 | 第67-70页 |
| 4.4 Cu-N掺杂ZnO薄膜的性能研究 | 第70-78页 |
| 4.4.1 ZnO:(Cu, N)薄膜结构性质 | 第70-71页 |
| 4.4.2 ZnO:(Cu, N)薄膜的电学性质 | 第71页 |
| 4.4.3 ZnO:(Cu, N)薄膜的光学性质 | 第71-72页 |
| 4.4.4 ZnO:(Cu, N)薄膜XPS光谱分析 | 第72-74页 |
| 4.4.5 ZnO:(Cu, N)薄膜的磁性分析 | 第74-78页 |
| 4.5 本章小结 | 第78-79页 |
| 5 单层ZnO电子结构性质的第一性原理研究 | 第79-89页 |
| 5.1 引言 | 第79页 |
| 5.2 计算模型与参数设置 | 第79-80页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第80-87页 |
| 5.3.1 本征缺陷对单层ZnO电子结构的影响 | 第80-82页 |
| 5.3.2 单层ZnO:N的电子结构性质 | 第82-84页 |
| 5.3.3 单层ZnO:Cu的电子结构性质 | 第84-85页 |
| 5.3.4 单层ZnO:(Cu, N)的电子结构性质 | 第85-87页 |
| 5.4 本章小结 | 第87-89页 |
| 6 总结与展望 | 第89-93页 |
| 6.1 主要结论 | 第89-90页 |
| 6.2 创新点 | 第90-91页 |
| 6.3 后续工作与展望 | 第91-93页 |
| 致谢 | 第93-95页 |
| 参考文献 | 第95-109页 |
| 附录 | 第109-110页 |
| A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录 | 第109-110页 |
| B. 作者在攻读学位期间参加的科研项目 | 第110页 |
