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关键词：
红外光谱,二阶导数谱,二维相关光谱,刺五加
发表时间：
2011-12-15 11:46:29
摘 要 采用射频反应磁控溅射法在玻璃衬底上制备出具有c 轴高择优取向的ZnO 薄膜, 利用X 射线衍
射、扫描探针显微镜及荧光分光光度法研究了生长温度对ZnO 薄膜微观结构及光致发光特性的影响。结果表明, 合适的衬底温度有利于提高ZnO 薄膜的结晶质量; 在室温下测量样品的光致发光谱( PL) , 观察到波长位于400 nm 左右的紫光、446 nm 左右的蓝色发光峰及502 nm 左右微弱的绿光峰, 随衬底温度升高, 样品的PL 谱中紫光及蓝光强度逐渐增大, 同时, 绿光峰的强度也表现出一定程度的增强。经分析得出紫光应是激子发光所致, 而锌填隙则是引起蓝光发射的主要原因, 502 nm 左右的绿光峰应该是氧的深能级缺陷造成的。此外, 还测量了样品的吸收谱, 并结合样品吸收谱的拟合结果对光致发光机理的分析作了进一步的验证。
射、扫描探针显微镜及荧光分光光度法研究了生长温度对ZnO 薄膜微观结构及光致发光特性的影响。结果表明, 合适的衬底温度有利于提高ZnO 薄膜的结晶质量; 在室温下测量样品的光致发光谱( PL) , 观察到波长位于400 nm 左右的紫光、446 nm 左右的蓝色发光峰及502 nm 左右微弱的绿光峰, 随衬底温度升高, 样品的PL 谱中紫光及蓝光强度逐渐增大, 同时, 绿光峰的强度也表现出一定程度的增强。经分析得出紫光应是激子发光所致, 而锌填隙则是引起蓝光发射的主要原因, 502 nm 左右的绿光峰应该是氧的深能级缺陷造成的。此外, 还测量了样品的吸收谱, 并结合样品吸收谱的拟合结果对光致发光机理的分析作了进一步的验证。
随着信息领域科学技术的飞速发展, 对蓝光和紫外光波段器件、技术和材料的要求越来越迫切。人们不断寻找适合于短波长光电子器件制作的宽禁带半导体材料。自从1997年Tang[1 ]等发现ZnO 薄膜具有紫外受激发射的性质以来,ZnO 薄膜很快成为继ZnSe 和GaN 之后新的短波长半导体材料的研究热点[2 , 3 ] 。ZnO 是一种自激活半导体材料, 具有六角纤锌矿晶体结构, 室温下直接带隙宽度为312～314 eV[4 ] ,激子束缚能高达60 meV。ZnO 具有较高的化学、机械稳定性及优异的光电学特性, 在光发射二极管(L ED) 、透明电极、蓝/ 紫光发射器件等方面具有广泛的应用[5 ] , 研究ZnO 薄膜的发光特性具有十分重要的意义。
到目前为止, ZnO 薄膜可见光发射的来源仍存在较大争议[6-8 ] , 已有的研究表明氧空位(VO ) 、锌空位(VZn ) 、锌填隙(Zni ) 等薄膜内部的本征缺陷对ZnO 薄膜的可见光发射有着重要影响, 但影响本征缺陷种类和浓度的因素则存在着多种推测, 如结晶质量和化学计量比等7 ] , 具体的发光机理有待更深入的研究。目前, 已经有大量关于用不同方法在各种衬底上生长ZnO 薄膜方面的报道[7 , 9-11 ] , 利用反应磁控溅射法制备高质量ZnO 薄膜的关键问题是了解薄膜生长过程中影
响薄膜质量的主要工艺参数以及保证制备工艺的稳定性。由于反应溅射现象相当复杂, 目前尚无完整的溅射理论可以用来分析溅射现象, 多数学者一般是通过分析薄膜的微观状态、性能与工艺参数之间的关系探索最佳生长条件, 但缺乏比较系统的研究[12 ] 。在众多工艺参数中, 我们发现衬底温度
对ZnO 薄膜的生长行为起着至关重要的作用, 影响着薄膜的结构及光学性能。
本文采用射频反应磁控溅射法在玻璃衬底上成功制备出了c 轴高择优取向的ZnO 薄膜, 研究了生长温度对ZnO 薄膜微观结构及光学特性的影响, 报道了400 nm 左右的紫光、446 nm 左右的蓝光发射, 并对其发光机理进行了分析。
到目前为止, ZnO 薄膜可见光发射的来源仍存在较大争议[6-8 ] , 已有的研究表明氧空位(VO ) 、锌空位(VZn ) 、锌填隙(Zni ) 等薄膜内部的本征缺陷对ZnO 薄膜的可见光发射有着重要影响, 但影响本征缺陷种类和浓度的因素则存在着多种推测, 如结晶质量和化学计量比等7 ] , 具体的发光机理有待更深入的研究。目前, 已经有大量关于用不同方法在各种衬底上生长ZnO 薄膜方面的报道[7 , 9-11 ] , 利用反应磁控溅射法制备高质量ZnO 薄膜的关键问题是了解薄膜生长过程中影
响薄膜质量的主要工艺参数以及保证制备工艺的稳定性。由于反应溅射现象相当复杂, 目前尚无完整的溅射理论可以用来分析溅射现象, 多数学者一般是通过分析薄膜的微观状态、性能与工艺参数之间的关系探索最佳生长条件, 但缺乏比较系统的研究[12 ] 。在众多工艺参数中, 我们发现衬底温度
对ZnO 薄膜的生长行为起着至关重要的作用, 影响着薄膜的结构及光学性能。
本文采用射频反应磁控溅射法在玻璃衬底上成功制备出了c 轴高择优取向的ZnO 薄膜, 研究了生长温度对ZnO 薄膜微观结构及光学特性的影响, 报道了400 nm 左右的紫光、446 nm 左右的蓝光发射, 并对其发光机理进行了分析。
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