射频磁控溅射法生长MgxZn1-xO薄膜的结构和光学特性

用射频磁控溅射法在80℃的衬底温度下制备出MgxZn1-xO(0≤x≤0.30)薄膜.x射线衍射(XRD)结果表明,MgxZn1-xO薄膜为单相六角纤锌矿结构,没有形成任何显著的MgO分离相,MgxZn1-xO薄膜的择优取向平行于与衬底垂直的c轴;c轴晶格常数随着Mg含量的增加逐渐减小.在MgxZn1-xO薄膜的光透射谱中出现锐利的吸收边,由透射谱估算出MgxZn1-xO薄膜的带隙宽度由3.32eV(x=0)线性地增加到3.96eV(x=0.30).     

Mg含量对Mg_xZn_(1-x)O∶Ga薄膜电学性质的影响

通过金属有机物化学气相沉积法制备了不同Mg组分的MgxZn1-xO∶Ga(x=0,0.03,0.14)薄膜。透射谱中MgxZn1-xO∶Ga薄膜的光学带隙随x增大而出现的蓝移证实了Mg在Zn O晶格中的替位掺入。薄膜上金叉指电极间的变温I-V曲线显示,在同等温度下,Ga掺杂MgxZn1-xO薄膜的电阻率随着x值的增大而逐渐升高。这是由于Mg组分增大使材料的导带底显著上升,Ga的施主能级深度增大,导致n型载流子浓度降低。根据I-V曲线计算了270 K温度下MgxZn1-xO∶Ga薄膜的浅能级施主深度。与x=0,0.03,0.14对应的施主能级深度分别为45.3,58.5,65 me V,说明随着薄膜Mg含量的升高,Ga的施主能级深度有增加的趋势。     

白宝石衬底上生长的MgxZn1-xO晶体薄膜的结构和光学性能

在白宝石（sapphire）衬底上低温外延生长出了Mg_xZn_1-xO晶体薄膜.x射线衍射（XRD）及能量色散x射线（EDX）分析表明，Mg_xZn_1-xO薄膜的晶体结构依赖于薄膜中Mg的组分x，随着Mg组分的增大，Mg_xZn_1-xO薄膜的结构从与ZnO晶体一致的六方结构转变为与MgO晶体一致的立方结构.对Mg_xZn_1-xO薄膜的紫外透 关键词： 电子束蒸发反应 xZn_1-xO晶体薄膜')" href="#">Mg_xZn_1-xO晶体薄膜 结构和光学性能     

电子束蒸发结合热处理方法制备高质量MgxZn1-xO薄膜

利用电子束蒸发结合热处理方法在150℃下,石英衬底上生长了纤锌矿结构的MgxZn1-xO薄膜。用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),吸收光谱和室温光致发光(PL)光谱研究了退火条件和降温方式对MgxZn1-xO薄膜的微结构和光学性质的影响。在吸收光谱中,吸收边和吸收峰的蓝移说明:通过改变退火条件和降温方式,可以将MgxZn1-xO薄膜的带隙从3.37eV提高到3.61eV。从SEM的结果得出:吸收边和吸收峰的蓝移不是由量子限制效应引起的,而是形成了MgxZn1-xO合金薄膜。在XRD谱图中,没观察到属于MgO的衍射峰,700℃退火快速降温至室温薄膜的衍射峰的半高全宽(FWHM)较其他薄膜的衍射峰有所展宽,说明Mg2 已经成功地取代了ZnO中的Zn2 。薄膜的室温光致发光谱说明:通过采用快速降温,可制得高质量的MgxZn1-xO薄膜。     

退火温度对低温生长MgxZn1-xO薄膜光学性质的影响

用射频磁控溅射法在80℃衬底温度下制备出MgxZn1-xO(x=0.16)薄膜,用X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)和透射谱研究了退火温度对MgxZn1-xO薄膜结构和光学性质的影响.测量结果显示,MgxZn1-xO薄膜为单相六角纤锌矿结构,并且具有沿c轴的择优取向;随着退火温度的升高,(002)XRD峰强度、平均晶粒尺寸和紫外PL峰强度增大,(002)XRD峰半高宽(FWHM)减小.结果证明,用射频磁控溅射法通过适当控制退火温度可得到高质量MgxZn1-xO薄膜.     

MgxZn1-xO/Au/MgxZn1-xO夹层透明导电薄膜的制备及光电性质研究

采用操作简单的溶胶-凝胶法和射频磁控溅射法在石英衬底上分别制备了MgxZn1-xO薄膜和MgxZn1-xO/Au/MgxZn1-xO夹层结构的透明导电薄膜并对样品进行退火处理。利用紫外-可见分光光度计、X射线衍射仪、光致发光、霍尔效应测试对在不同退火温度下薄膜的晶体结构、光学和电学性质进行表征分析,并研究退火温度对其影响。测试结果表明:所制备的薄膜样品均具有良好的c轴(c-axis)取向并呈现出六角纤锌矿结构。Mg组分的增加使得ZnO基薄膜的光学带隙逐渐增大,PL发光谱和吸收光谱的谱线出现了明显的蓝移现象,但薄膜的电学特性有所降低。而在MgxZn1-xO/Au/MgxZn1-xO夹层结构的薄膜样品中,Au夹层的存在使薄膜的光学性质变差,在紫外区域透光率约为60%。但薄膜的电学性质得到明显改善,相比MgxZn1-xO薄膜,其电阻率和迁移率显著提高。此外通过高温退火处理可以有效提高所制备薄膜的晶体质量,进一步提高样品电学特性,其中经过500℃退火后的薄膜迁移率达到了40.9cm2·Vs-1,电阻率为0.005 7Ω·cm。但随着退火温度的进一步升高,薄膜晶体尺寸从25.1nm增大到32.4nm,从而降低了该薄膜的迁移率。因此该夹层结构的MgxZn1-xO/Au/MgxZn1-xO薄膜对于促进ZnO基透明导电薄膜在深紫外光学器件中的应用有重要作用。     

梯度组分缓冲层诱导的单一立方相Mg_(0.3)Zn_(0.7)O薄膜外延生长

为了实现MgZnO合金带隙全跨度调制,利用低压MOCVD设备,在c面蓝宝石衬底上采用MgO籽晶层和组分渐变缓冲层控制立方相MgxZn1-xO薄膜的生长,获得了Zn组分达到0.7的单一立方相MgxZn1-xO薄膜,把MgZnO合金带隙调制范围从MgO一侧扩展到了4.45 eV,覆盖了整个日盲紫外波段。对比实验分析表明,这种高Zn组分立方相MgZnO薄膜的生长得益于缓冲层晶格模板的结构诱导作用和适宜的生长温度(350~400℃)。Mg0.3Zn0.7O基MSM结构紫外探测器响应峰位于270 nm,截止波长295 nm。     

利用P-MBE制备高质量MgxZn1-xO的结构和光学特性

利用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)的方法,在c平面的蓝宝石衬底上制备了高质量的MgxZn1-xO合金薄膜。通过改变Mg源的温度,得到了不同Mg组份的MgxZn1-xO合金薄膜;通过引入ZnO的低温缓冲层,有效地提高了MgxZn1-xO合金薄膜的结晶质量。随着Mg组份的增加,MgxZn1-xO的X射线衍射的(002)衍射峰逐渐向大角度方向移动。对样品进行光致发光(PL)谱的测量,在室温下观察到了较强的紫外发光。随Mg浓度的增加,紫外发光峰向高能侧移动,并且发光峰逐渐展宽。通过对x=0.15的样品进行变温光谱的测量研究了紫外发光峰起因,得到了MgxZn1-xO的发光是来自于自由激子的发光。自由激子束缚能为54meV。     

高温高压下Mg_xZn_(1-x)O固溶体的制备

研究了高温高压下制备MgxZn1-xO(0.30x0.60)固溶体的过程.在1000—2000℃和4—5.6GPa的条件下,制备出稳定的单一立方相MgxZn1-xO(x=0.4,0.5,0.6)固溶体,解决了常压下MgxZn1-xO的分相问题.通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜等测试手段,对MgxZn1-xO样品进行了表征,阐明了立方相MgxZn1-xO的形成机制,给出了高压下MgxZn1-xO固溶体的温度与组分相图.     

MgxZn1-xO单晶薄膜的结构和光学性质

用等离子辅助分子束外延(P-MBE)的方法,在蓝宝石c平面上外延生长了MgxZn1-xO合金薄膜。在0≤x≤0．2范围内薄膜保持着ZnO的纤锌矿结构不变。X射线双晶衍射谱的结果表明生长的样品是单晶薄膜。据布喇格衍射公式计算得到,随着Mg含量的增加,薄膜的品格常数C由0．5205nm减小到0．5185nm。室温光致发光谱出现很强的紫外近带发射(NBE)峰,没有观察到深能级(DL)发射,且随着Mg的掺入量的增加,紫外发射峰有明显的蓝移。透射光谱的结果表明,合金薄膜的吸收边随着Mg离子的掺入逐渐向高能侧移动,这与室温下光致发光的结果是相吻合的,并计算出随着x值增加,带隙宽度从3．338eV逐渐展宽到3．682eV。通过研究Mg0.12Zn0.88O样品的变温光谱,将紫外发射归结为束缚在施主能级上的束缚激子发射。并详细地研究了在整个温度变化过程中,束缚激子的两个不同的猝灭过程以及谱线的半峰全宽与温度变化的关系。     

生长温度对立方MgZnO薄膜生长取向和紫外光吸收特性的影响

利用脉冲激光沉积技术在非晶石英衬底上制备立方结构MgZnO薄膜,并研究MgZnO薄膜结晶特性、光学带隙随生长温度的变化情况。当生长温度从150℃升高到700℃时,MgZnO薄膜的生长取向由（200）向（111）转变。在600℃以下,MgZnO薄膜光学带隙的变化规律与晶格中Mg和Zn原子比例的变化趋势是一致的;而当温度升至700℃时,虽然MgZnO晶格中Mg和Zn原子比例降低,但由于平均晶粒尺寸变大,薄膜的光学带隙反而上升。在300℃和700℃晶格匹配的情况下,获得了单一（200）和（111）取向的立方MgZnO薄膜。     

射频磁控溅射法生长MgxZn1-xO薄膜的结构和光学特性

用射频磁控溅射法在80℃的衬底温度下制备出Mg_xZn_1-xO(0≤x ≤030)薄膜.x射线 衍射(XRD)结果表明，Mg_xZn_1-xO薄膜为单相六角纤锌矿结构， 没有形成任何显著 的MgO分离相，Mg_xZn_1-xO薄膜的择优取向平行于与衬底垂直的 c轴；c轴晶格常数随着Mg含量的增加逐渐减小.在Mg_xZn_1-xO薄膜的光透射谱中出现 锐利的吸收边，由透 射谱估算出Mg_xZn_1-xO薄膜的带隙宽度由332eV(x=0)线性地 增加到396eV(x=030). 关键词： xZn_1-xO薄膜')" href="#">Mg_xZn_1-xO薄膜 射频磁控溅射 Mg含量     

高质量立方相ZnMgO的制备与紫外受激发射特性研究

利用脉冲激光沉积（PLD）设备在蓝宝石衬底上制备了高质量Zn_1-xMg_xO单晶薄膜,并对其结构和光学特性进行了深入细致的研究。通过能量衍射谱（EDS）确认Zn_1-xMg_xO薄膜的Mg组分为45%。在Zn_0.55Mg_0.45O薄膜的X射线衍射谱（XRD）中观测到了明显的位于36.67°的衍射峰,对应的是（111）晶向的立方相ZnMgO。从透射光谱中可以看出,Zn_0.55Mg_0.45O具有陡峭的吸收边,没有发生相分离,在透射电镜图谱中也得到了证实。该ZnMgO薄膜还表现出了优异的光学特性,在Zn_0.55Mg_0.45O材料体系中实现了峰位位于310 nm的紫外光泵浦受激发射,其激光发射的阈值仅为22 kW/cm²。     

Epitaxial growth and band alignment of (Gd(x)La(1-x))(2)O(3) films on n-GaAs (001)

Herein we demonstrate the epitaxial stabilization of single-crystalline (Gd(x)La(1-x))(2)O(3) films on n-GaAs (001) with a controlled lattice match. (Gd(x)La(1-x))(2)O(3) films have an in-plane epitaxial relationship with a twofold rotation on GaAs (001). Spectroscopic characterization by photoemission and absorption confirms that the band gap of (Gd(x)La(1-x))(2)O(3) film is approximately approximately 5.8eV. However, the conduction band offset is increased by the unpinned Fermi level of the n-GaAs in the (Gd(x)La(1-x))(2)O(3) film (x=0.97). The correlation of the crystalline property and the interfacial band offset by the electrical properties, as probed by capacitance and leakage current measurements, is also discussed.     

纳米Ce1-x(Fe0.5La0.5)xO2-δ固溶体的水热合成及光谱分析

采用水热方法合成Ce1-x(Fe0.5 La0.5)xO2-δ固溶体.利用X射线衍射技术(X-ray diffraction technique,XRD)表征样品的相结构,并对固溶体的晶胞参数进行拟合,通过紫外可见漫反射光谱(UV-Vis diffraction spectrum)及拉曼光谱(Raman spectru...     

Third-order optical nonlinearities of Zn1-xMgxO thin films

The Zn1-xMgxO thin films were deposited on sapphire substrates by reactive electron beam evaporation deposition (REBED). The X-ray diffraction (XRD) measurement demonstrates that these films undergo phase transition from hexagonal to cubic with increasing the Mg concentration. Absorption coefficients at 532 nm of the samples were obtained from the absorption spectra. Using optical Kerr effect, the thirdorder susceptibilities of the ternary films over a wide range of Mg concentrations were determined. The magnitude of x(3) of the ternary Zn1-xMgxO films is order of 10-11 esu at λ = 532 nm. The sample with phase mixture of both hexagonal and cubic structures shows the largest third-order susceptibility. The difference observed in the magnitude of x(3) of Zn1-xMgxO films is attributed to the different microstructures of the ternary films, such as crystalline phase separation and crystal grains that enhance stimulated scattering.     

铬掺杂氧化锌薄膜的超声喷雾法制备及其光学与磁学性质

用注射超声喷雾法将前驱体由针管直接送入超声喷头内,在石英基板上制备Zn_(1-x)Cr_xO(x=0.0,0.01,0.03,0.05)薄膜。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光光谱仪、紫外-可见分光光度计、振动样品磁强计(VSM)等对薄膜的结构、光学和磁学性质进行测量。实验结果表明,未掺杂的ZnO薄膜为六角纤锌矿结构,沿着c轴(002)择优取向,而Cr掺杂抑制了薄膜的c轴择优取向性;掺杂后的薄膜平均晶粒尺寸均增大,且当x=3%时,晶粒尺寸最大,达31.4nm。扫描电镜(SEM)下薄膜呈球形颗粒状,并且在x=5%下,薄膜出现了长条状的微观形貌。Cr掺杂使样品的光致发光谱(PL)发生了很大的变化:未掺杂的样品的PL谱在378nm处存在一个紫外发射峰,对应于550nm附近还存在一个由于缺陷态引起的绿光发射峰;掺Cr样品只有在350~550nm的很宽的范围内存在一个发射峰,对其进行高斯拟合后,发现掺Cr量为x=1%,3%,5%下样品均存在V_(Zn)(锌空位)、Zn_i(Zn间隙位)、V_(Zn)~-(带一个电子的锌空位)内部缺陷态,且当x=3%时,V_(Zn)最多。Cr的掺杂使得薄膜的带隙增大,并且x=3%时,禁带宽度最大,达到3.374eV。掺Cr的三个样品均具有室温铁磁性,且x=3%样品的磁化强度最大,其与V_(Zn)(锌空位)最大相对应,验证了Cr~(3+)和V_(Zn)的缺陷复合体是ZnO∶Cr样品具有稳定的铁磁有序的最有利条件的理论预测。     

Band Alignment for Ambipolar-Doping of Sn_xZn_(1-x) Te Alloys

Using the first-principles band-structure method and a special quasirandom structure(SQS) approach,we have systematically calculated the alloy bowing coefficients and the nature band offsets of SnxZn1-x Te alloys.We show that the bowing coefficients and band gaps of these alloys are sensitively composition dependent.Due to wave functions full overlapping and delocalization of the Sn outermost p orbits and Zn s orbits,the coupling between these states is very strong,resulting in a significant downshift of conduction band edge with the increase of the Sn concentration x,While the valence band edge keeps almost unchanged compared with that of the binary ZnTe,thus improving the possibility for ambipolar-doping.     

Zn元素替代对MgGa2O4∶Cr3+的结构和发光性能的影响

采用高温固相法按化学式Zn_xMg_(1-x)Ga₂O₄∶Cr3+(x=0,0.2,0.6,0.8,1.0)配比原料制备了一系列红色长余辉发光材料。X射线衍射(XRD)分析表明样品物相均为面心立方结构。光致发光特性表明样品的红光发射峰均由以Cr3+为发光中心的电子2E—4A₂跃迁所致,Cr3+的激发带与基质发射带之间有大面积重叠,两者间存在有效的能量传递。余辉衰减曲线与热释光谱分析表明,不同Zn掺入量的样品余辉衰减快慢不同,是由于其中存在的陷阱能级深度不同,且陷阱能级越深,其余辉时间越长。