利用脈沖激光沉積法(PLD)在Si 襯底上制備NiO 薄膜，利用X 射線衍射(XRD)和原子力顯微鏡(AFM)對所制備薄膜的晶體結(jié)構(gòu)和表面形貌進行表征分析，研究襯底溫度和脈沖激光能量對NiO 薄膜結(jié)構(gòu)和形貌的影響，得到生長質(zhì)量較高、擇優(yōu)取向的多晶NiO 薄膜的一種最佳制備條件。制備了p- NiO/n- Si異質(zhì)結(jié)器件，I- V 特性測試表明，器件具有良好的整流特性。

　　氧化鎳(nickel oxide，NiO)是具有3d 電子結(jié)構(gòu)的過渡金屬氧化物，立方氯化鈉結(jié)構(gòu)，是一種典型的p 型寬禁帶半導(dǎo)體材料，NiO 在室溫下的禁帶寬度為3.6 eV~4.0 eV。NiO 具有獨特而優(yōu)良的特性，是一種重要的功能材料，在氣敏傳感器、催化劑、電致變色薄膜、鋰離子電池電極、阻變存儲器及紫外探測等方面都有著良好的應(yīng)用前景，高質(zhì)量NiO 薄膜的生長及其異質(zhì)結(jié)器件的制備已受到較大關(guān)注，相關(guān)研究課題具有重要意義。真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.mp99x.cn/)總結(jié)了NiO 薄膜及其異質(zhì)結(jié)器件制備方法主要有脈沖激光沉積法、熱蒸發(fā)法、射頻磁控濺射法、溶膠- 凝膠法和化學(xué)浴沉積法 等。

　　脈沖激光沉積(Pulsed laser deposition，PLD)具有沉積速率高、生長參數(shù)獨立可調(diào)、可精確控制化學(xué)計量比和可外延沉積薄膜等優(yōu)點。本文利用PLD 法制備NiO 薄膜及NiO/Si 異質(zhì)結(jié)器件。生長高質(zhì)量的NiO 薄膜是獲得具有良好性能的異質(zhì)結(jié)器件的基礎(chǔ)。通過改變沉積參數(shù)如襯底溫度及脈沖激光能量制備NiO 薄膜，對所制備薄膜的晶體結(jié)構(gòu)和表面形貌等進行表征、分析，確定NiO 薄膜的最佳生長條件。在此基礎(chǔ)上，制備p- NiO/n- Si 異質(zhì)結(jié)器件，并進行測試分析。

　　制備了高純NiO 陶瓷靶材，并研究了其結(jié)晶狀況。靶材制備的原料采用純度為99.99%的高純NiO 顆粒。用瑪瑙研缽將NiO 顆粒研磨成精細粉末，進行壓制成型與高溫燒結(jié)。利用16T 微型壓力機將NiO 粉末壓制成Φ25.4 mm×5 mm 的密實圓片，將其放入CVD(G)- 05/50/2 型高溫管式爐中，升溫至1300℃后保溫2 h，即可燒結(jié)成陶瓷靶材。鍍膜前，對襯底基片分別進行丙酮和無水乙醇10 min 的超聲清洗。基片清洗完畢，烘干后裝入基片托并放入沉積室。

　　利用脈沖激光沉積法在單晶Si(111)襯底上制備了多晶NiO 薄膜，通過XRD 和AFM測試分析研究了襯底溫度(450℃~700℃)和脈沖激光能量(150 mJ 和180 mJ)對NiO 薄膜結(jié)晶狀況和表面形貌的影響。測試結(jié)果表明，在襯底溫度為600℃和脈沖激光能量為150 mJ 時生長的NiO 薄膜呈現(xiàn)明顯沿(111)晶面的擇優(yōu)取向，(111)衍射峰半高寬(FWHM)值最小(0.175°)，表面顆粒均勻性較好，平均顆粒直徑最小(135 nm)，為NiO薄膜的最佳制備條件。制備了p- NiO/n- Si 異質(zhì)結(jié)器件，I- V 特性測試表明，器件具有良好的整流特性，正向開啟電壓為0.5 V 左右。