[发明专利]一种MgZnOS四元ZnO合金半导体材料及其制备方法

权利要求书

1.一种MgZnOS四元ZnO合金半导体材料的制备方法，其特征在于，所述MgZnOS四元ZnO合金半导体材料的制备方法包括如下步骤：

步骤1，制备生长MgZnOS四元ZnO合金半导体薄膜材料所需的陶瓷靶材，

1.1、按比例称取ZnS和MgO粉末，所述ZnS粉末和MgO粉末的摩尔比例为99:1～75:25；

1.2、在称取的上述粉末中加入粉末总质量60％的去离子水进行球磨；

1.3、将球磨后的混合粉末进行真空干燥处理，真空度为0.1Pa，温度为110℃，干燥6～8小时；

1.4、在干燥后的ZnS与MgO混合粉末中加入粉末总质量2～6％的去离子水，研磨搅拌使两种粉末均匀混合粘结在一起；

1.5、将混匀物置于模具中，压制成陶瓷坯片，陶瓷坯片的厚度为2～3mm；

1.6、将陶瓷坯片放入真空管式炉，并在陶瓷坯片周围放置硫粉，在氮气保护下，在700℃～1250℃高温烧结4～6小时后得到所需陶瓷材料；

步骤2，利用陶瓷靶材、蓝宝石和有机溶剂，采用脉冲激光烧蚀沉积方法制备MgZnOS薄膜，

2.1、采用步骤1制备的陶瓷材料作为激光烧蚀靶材，采用蓝宝石作为薄膜生长的衬底；

2.2、将衬底经过丙酮、无水乙醇和去离子水中的一种或几种试剂超声波清洗15min；

2.3、将步骤1制备的靶材和步骤2.2清洗得到的衬底分别放在靶台和样品台上装入真空室，并开启真空泵抽真空，真空度为10^-4Pa以下，调节衬底的生长温度为0～750℃，开启样品台和靶台自转；

2.4、通入氧气，调整氧压为0～10Pa，开启激光器，将陶瓷靶材表面原子激光烧蚀出来沉积在衬底表面形成MgZnOS薄膜，激光能量为250-600mJ/pulse。

2.根据权利要求1所述制备方法制得的MgZnOS四元ZnO合金半导体材料，其特征在于，通过将Mg和S共同掺杂到ZnO中得到MgZnOS四元ZnO合金半导体材料。

3.根据权利要求2所述的MgZnOS四元ZnO合金半导体材料，其特征在于，所述MgZnOS四元ZnO合金半导体材料为薄膜。

4.根据权利要求2所述的MgZnOS四元ZnO合金半导体材料，其特征在于，通过调节Mg、S的含量来实现对ZnO带隙的调节，从而调控光电器件的工作波长，还能通过调节ZnO的价带和导带结构，改变其电子和空穴特性。