p型ZnNiO材料的MOCVD法制备、调制与掺杂问题研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61006006
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    董鑫
  • 依托单位：
    吉林大学
  • 学科分类：
    F0401.半导体材料
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

ZnO是近年来发展起来的新型宽禁带半导体光电功能材料，在蓝紫光发光器件、表面声波器件、压电器件等方面具有很大的应用潜力。未掺杂的ZnO呈n型，具有强烈的自补偿效应。这为它的有效p型掺杂造成了很大的困难。目前，该类研究已经取得了一定的进展，但是如何有效减弱其自补偿效应、寻找到合适的受主掺杂源的问题并没有得到彻底解决。为此，我们提出利用MOCVD法在ZnO中加入NiO材料制备成合金。在不改变原六方晶系结构的前提下，利用NiO内大量的本征受主缺陷对ZnO材料内的本征施主缺陷进行有效的补偿。并在此基础上，对ZnNiO材料进行锂元素掺杂实验。利用锂原子同时占据晶格中Zn和Ni原子的格位，形成大量有效的受主杂质，进而提高材料的掺杂效率。同时，利用光辅助系统，有效的缓解在NiO材料加入过程中造成的材料的晶体质量下降。该项研究将为今后我们研制ZnO系发光器件打下坚实的基础。

结项摘要

ZnO是近年来发展起来的新型宽禁带半导体光电功能材料，在蓝紫光发光器件、表面声波器件等方面具有很大的应用潜力。未掺杂的ZnO呈n型，具有强烈的自补偿效应。这为它的有效的p型掺杂造成了很大的困难。目前，该类研究虽已经取得了一定的进展，但是如何有效减弱其自补偿效应、寻找到理想的受主掺杂源的问题并没有得到彻底解决。为解决此问题，我们提出利用光辅助MOCVD法在ZnO中加入NiO材料制备成合金。在不改变原六方晶系结构的前提下，利用NiO内部大量的本征受主缺陷对ZnO材料内的本征施主缺陷进行有效的补偿。具体工作如下：. (1)我们利用MOCVD技术，制备出了ZnNiO的合金材料并对制备条件进行了优化。得到了适合ZnNiO材料生长的最佳条件的参数，获得了较高质量的ZnNiO材料薄膜。我们研究了Ni元素组分变化对材料内部晶格结构的影响，包括晶格受力，晶格畸变等；并总结出了这种变化的规律。我们获得了合金材料的六方晶系、六方/立方混溶晶系、立方晶系之间的组分边界条件。并对该边界条件受制备温度影响的程度进行了评估。.　　　(2)研究了NiO材料对ZnO内部本征施主缺陷的补偿效果。分析了ZnO与NiO材料内部本征缺陷的种类与导电机理，评估了利用NiO材料补偿ZnO内部本征施主缺陷的可行性。定量的研究了Ni元素组分对材料的电导率、载流子浓度、迁移率等电学性质的调制效果。总结出了材料电学特性受Ni元素组分影响的内在机理，评估了材料内的本征受主缺陷对原ZnO材料内施主缺陷的补偿效果。总结出了该效果产生的规律，并利用该规律制备了弱p型的ZnNiO薄膜，实现了载流子浓度的可控。. (3)以正丁基锂为主要掺杂源，对本征调制后的合金材料在生长过程中进行同步掺杂。定量研究了锂的掺杂量对材料的电学特性的影响。最终使材料的电阻率降至10Ω•cm以内，相应的载流子浓度升高至1018cm-3量级。可见，Li元素的掺杂对于p型ZnNiO材料的获得起到了重要的作用。同时，我们发现，随着掺杂量的增加，材料的晶体质量开始下降。所以，该掺杂是不能够无限量的增加的。获得稳定的p型ZnNiO材料是制备ZnNiO基的相关器件的重要基础。. （4）在此基础上，我们还利用ZnNiO、ZnO、NiO薄膜材料，通过光刻、热蒸发电极等后期工艺，初步制备了一些原形发光器件。并对器件的电致发光性能等性质进行初步研究。

项目成果

期刊论文数量（17）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（5）
专利数量（0）
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  • DOI：
    10.1021/cg300609f
  • 发表时间：
    2012-09-01
  • 期刊：
    CRYSTAL GROWTH & DESIGN
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Shi, Zhifeng;Wu, Bin;Du, Guotong
  • 通讯作者：
    Du, Guotong
Crystalline, Optical and Electrical Properties of NiZnO Thin Films Fabricated by MOCVD
MOCVD 制备 NiZnO 薄膜的晶体、光学和电学性能
  • DOI：
    10.1088/0256-307x/28/7/077301
  • 发表时间：
    2011-06
  • 期刊：
    Chinese Physics Letters
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Du Guo-Tong;Wang Hui;Zhao Wang;Ma Yan;Li Wan-Cheng;Xia Xiao-Chuan;Shi Zhi-Feng;Zhao Long;Zhang Bao-Lin
  • 通讯作者：
    Zhang Bao-Lin
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  • DOI：
    10.1088/0256-307x/29/10/107304
  • 发表时间：
    2012-10
  • 期刊：
    Chinese Physics Letters
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    董鑫
  • 通讯作者：
    董鑫
MOCVD法制备的p-ZnO/n-SiC异质结器件及其电致发光性能
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    发光学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    史志锋;杜国同;伍斌;蔡旭浦;张金香;王辉;王瑾;夏晓川;董鑫;张宝林
  • 通讯作者：
    张宝林
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Chemical Journal of Chinese Universities-Chinese
  • 影响因子：
    1
  • 作者：
    Zhao Long;Zhao Wang;Xia Xiao-Chuan;Ma Yan;Wang Hui;Dong Xin;Zhao Yang;Shi Zhi-Feng;Wang Jin;Du Guo-Tong
  • 通讯作者：
    Du Guo-Tong

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  • 通讯作者：
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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