在MgZnO/Sapphire外延体系获得进展的基础上,该研究组进一步开展了Si基MgZnO材料与器件的研究工作。n-MgZnO/p-Si异质结器件是目前避开p型ZnO基材料制备难题的一个有效途径,在高质量、大尺寸和廉价的硅晶片上研制ZnO基短波长光电子器件具有诱人的应用前景。然而Si基高Mg组分MgZnO单晶材料的制备具有很大的挑战性,这是因为Si表面具有很强的活性,极易形成无定形的氧化物与硅化物,阻碍MgZnO的外延生长;更为重要的是,高Mg组分MgZnO的形核对模板的要求极为苛刻,该小组原先提出的Si基ZnO外延生长的低温界面工程技术【Appl. Phys. Lett. 90, 151912 (2007)】无法适用于这一体系。

  针对上述难点问题,该研究团队采取了先沉积金属Be、再进行原位氧化的界面控制技术,在高温下实现了Si清洁表面的保护,并为高质量合金薄膜提供了良好的生长模板,最终在Si(111)上首次获得了带隙为4.43eV(280nm)的高质量MgZnO日盲紫外探测材料,并进一步研制出硅基MgZnO pn异质结型日盲紫外探测器,其截止波长为280 nm,最高光响应度达到0.04 A/W。相关工作已发表在今年5月31日的《应用物理快报》上【Appl. Phys. Lett. 98, 221902 (2011)】。