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P-MBE法生长ZnO单晶薄膜及Na掺杂研究的开题报告

一、背景

氧化锌（ZnO）是一种重要的半导体材料，具有广泛的应用前景，例如太阳能电池、发光二极管和传感器等。因此，研究高质量和纯度的ZnO单晶材料具有重要意义。传统的ZnO单晶生长方法有立方晶系氧化锌（ZnO）的化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）方法。然而，这些方法在生长过程中存在的一些问题，例如成本高、杂质控制困难、薄膜质量差等，限制了ZnO单晶材料的应用。

对此，P-MBE（分子束外延）方法是一种高效、低成本、高质量的生长方法，可以控制制备高质量的ZnO单晶材料。同时，钠（Na）掺杂是一种有效的改善ZnO单晶材料电学性能和光学性能的方法。因此，本文将探讨P-MBE法生长ZnO单晶薄膜及Na掺杂的研究。

二、研究目的

本文旨在探究P-MBE法生长ZnO单晶薄膜及Na掺杂的效果，分析其电学性能和光学性能。具体研究目的如下：

1.通过P-MBE法生长高质量的ZnO单晶薄膜；

2.探究Na掺杂对ZnO薄膜生长和结构性能的影响；

3.研究Na掺杂对ZnO薄膜电学性能和光学性能的改善作用。

三、研究内容和方法

1.P-MBE法生长ZnO单晶薄膜

利用P-MBE法制备ZnO单晶薄膜，控制生长参数（温度、气压、气流量、衬底选取等），以获得高质量、大面积的ZnO单晶薄膜。

2.研究Na掺杂对ZnO薄膜生长和结构性能的影响

在生长过程中加入Na原子，以探究Na掺杂对ZnO薄膜生长和结构性能的影响。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、拉曼光谱等分析方法，分析Na掺杂对ZnO单晶薄膜结构形貌的影响。

3.研究Na掺杂对ZnO薄膜电学性能和光学性能的改善作用

利用霍尔效应和紫外光谱分析仪对ZnO薄膜进行电学性能和光学性能的测试，探究Na掺杂对ZnO薄膜电学性能和光学性能的影响。

四、预期成果

本文预期获得以下成果：

1.成功制备高质量的ZnO单晶薄膜，具有良好的结构性质和表面形貌。

2.研究Na掺杂对ZnO薄膜生长和结构性能的影响，分析Na掺杂对ZnO单晶薄膜结构形貌的影响。

3.研究Na掺杂对ZnO薄膜电学性能和光学性能的改善作用，为制备高性能的ZnO材料提供了新思路。