[发明专利]NixMg1-xO短波长紫外光探测材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种Ni_xMg_1-xO短波长紫外光探测材料，属于半导体材料技术领域。

背景技术

由于大气的衰减，太阳辐射通过地球大气层到达地球表面时，波长短于280nm的中紫外辐射会被臭氧层吸收，基本到达不了地球近地表面，使得太阳光的中紫外辐射在近地表面形成盲区。所以，“太阳盲”紫外光探测器可以在比较干净的背景中探测物体发射的中紫外辐射，降低了信号处理难度，提高探测效率和灵敏度。这种“太阳盲”紫外光探测器在航空航天、医疗保健、军事科学等领域得到了应用。与本发明有关的现有“太阳盲”紫外光探测器使用的探测材料通常是Ga_xAl_1-xN。

发明内容

Ga_xAl_1-xN材料存在的不足有，首先，采用Ga_xAl_1-xN材料制作薄膜通常是在蓝宝石等昂贵的衬底材料上生长；其次，需要使用化学气相沉积、分子束外延、激光脉冲沉积等大型、复杂设备生长，同时生长温度也较高，从而造成了能源的浪费；第三，由于GaN的禁带宽度为3.4eV，而AlN的禁带宽度为6.2eV，决定了Ga_xAl_1-xN薄膜的禁带宽度调节范围较小，即3.4～6.2eV；第四，由于GaN晶格常数Ga离子半径为AlN晶格常数Al离子半径为使得GaN和AlN晶格失配和离子半径失配较大，分别为1.8％和15％，造成较大的晶格畸变。为了克服现有技术的上述不足，我们发明了一种Ni_xMg_1-xO短波长紫外光探测材料。

本发明是这样实现的，短波长紫外光探测材料的分子式为Ni_xMg_1-xO，0≤X≤1。

本发明其技术效果在于，采用Ni_xMg_1-xO材料制作薄膜可以在石英玻璃这样一种普通衬底即可进行，所使用的设备也属于普通设备，如磁控溅射设备、电子束蒸发设备等，这些设备运行成本低廉。此外，由于NiO的禁带宽度为3.6eV，而MgO的禁带宽度约为7.8eV，当在NiO中掺入Mg形成Ni_xMg_1-xO后，禁带宽度可以在3.6～7.8eV之间大幅度的调整，可以实现不同波长的探测。再有，由于NiO晶格常数Ni离子半径为MgO晶格常数为Mg离子半径为NiO和MgO同属于立方结构，两者晶格失配和离子半径失配很小，分别为0.7％和5.7％，将Mg掺入NiO后不会引起较大的晶格畸变，能形成无限固溶体。

具体实施方式

实施例一：

制作Ni_xMg_1-xO短波长紫外光探测薄膜，确定X＝0.8，采用磁控溅射方法在高真空磁控溅射设备中进行，以石英玻璃为衬底。所制备的Ni_0.8Mg_0.2O薄膜晶格失配和离子半径失配很小，分别为0.7％和5.7％，禁带宽度为4.43eV，能够实现280nm波长的探测。

实施例二：

制作Ni_xMg_1-xO短波长紫外光探测薄膜，确定X＝0.68，采用磁控溅射方法在高真空磁控溅射设备中进行，以石英玻璃为衬底。所制备的Ni_0.68Mg_0.32O薄膜晶格失配和离子半径失配很小，分别为0.7％和5.7％，禁带宽度为4.96eV，能够实现250nm波长的探测。