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采用反应射频磁控溅射法在 Si(100)基片上制备了高c轴择优取向的ZnO薄膜,研究了退火温度对ZnO薄膜的晶粒尺度、应力状态、成分和发光光谱的影响,探讨了ZnO薄膜的紫外发光光谱和可见发光光谱与薄膜的微观状态之间的关系.研究结果显示,在600—1000℃退火温度范围内,退火对薄膜的织构取向的影响较小,但薄膜的应力状态和成分有比较明显的变化.室温下光致发光光谱分析发现,薄膜的近紫外光谱特征与薄膜的晶粒尺度和缺陷状态之间存在着明显的对应关系;而近紫外光谱随退火温度升高所呈现的整体峰位红移是各激子峰相对比例变
关键词:
ZnO薄膜
退火
光致发光
射频反应磁控溅射
可见光发射 相似文献
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用射频反应溅射法在Si(111)衬底上制备了C轴取向的多晶ZnO薄膜,通过不同温度的退火处理,研究了退火对多晶ZnO薄膜结构和发光特性的影响.由x射线衍射得知,随退火温度的升高,晶粒逐渐变大,薄膜中压应力由大变小至出现张应力.光致发光测量发现,样品在430nm附近有一光致发光峰, 峰的强度随退火温度升高而减弱,联合样品电阻率随退火温度升高而逐渐变大的测量及能级图,推测出ZnO薄膜中的蓝光发射主要来源于锌填隙原子缺陷能级与价带顶能级间的跃迁.
关键词:
ZnO薄膜
退火
光致发光
射频反应溅射 相似文献
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通过射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备了未掺杂ZnO薄膜和Nd掺杂ZnO薄膜。应用XRD分析了ZnO:Nd薄膜的晶格结构,通过AFM观察了ZnO:Nd薄膜的表面形貌。结果表明,Nd掺入了ZnO晶格中,由于Nd原子半径大于Zn原子半径,Nd以替位原子的形式存在于ZnO晶格中。ZnO:Nd薄膜为纳米多晶薄膜,表面形貌粗糙。ZnO:Nd薄膜的室温光致发光谱表明,相同条件下制备的未掺杂ZnO薄膜和Nd掺杂ZnO薄膜都出现了395nm的强紫光带和495nm的弱绿光带。我们认为,紫光发射峰窄而锐且强度远大于绿光峰,源于薄膜中激子复合;绿光峰强度较弱,源于薄膜中的氧空位(VO)及氧反位锌缺陷(OZn)。Nd掺杂没有影响ZnO:Nd薄膜的PL谱的发射峰的峰位。由于Nd3 离子电荷数与Zn2 离子电荷数不相等,为了保持ZnO薄膜的电中性,间隙锌(VZn)可以作为Nd替位补偿性的受主杂质而存在,影响ZnO薄膜的激子浓度。同时,Nd掺入使ZnO的晶格畸变缺陷浓度改变增强,因而发射峰的强度随Nd掺杂浓度不同而变化。 相似文献
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磁控溅射制备ZnO薄膜的结构及发光特性研究 总被引:2,自引:0,他引:2
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。 相似文献
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脉冲激光沉积方法制备ZnO薄膜生长参量对发光特性的影响 总被引:1,自引:3,他引:1
用脉冲激光沉积(PLD)方法在Si(111)衬底上制备了ZnO薄膜。以325nmHe-Cd激光器为光源对薄膜进行了荧光光谱分析,用X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)分别对薄膜的结构和形貌进行了分析。脉冲激光沉积方法的主要生长参量为氧压、激光重复频率、生长温度和激光能量。通过控制这些参量变量,研究了这些参量对ZnO薄膜发光特性的影响,得到了用于紫外发光的ZnO薄膜生长的优化条件:发现在温度为650℃左右、氧压50Pa左右、频率5Hz左右的范围内能得到半峰全宽较窄,强度较大的紫外发光峰。分析认为紫外峰主要是由激子辐射复合发光形成的,绿光带主要和Ozn的存在密切相关,氧空位是蓝光发射的重要原因。 相似文献
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通过射频反应溅射法在Si(111)衬底上制备了不同Cu掺杂量的ZnO薄膜.室温下测量了样品的光致发光(PL)谱,所有样品的PL谱中均观察到435?nm左右的蓝光发光带,该发光带的强度与Cu掺杂量和溅射功率有关.当溅射功率为150?W,Cu掺杂量为2.5%时,ZnO薄膜的PL谱中出现了较强的蓝光双峰,而溅射功率为100?W,Cu掺杂量为1.5%时,出现了位于437nm(2.84eV)处较强的蓝光峰,后者的取向性较好.还研究了掺杂量和溅射功率对发光特性的影响,并对样品的蓝光发光机制进行了探讨.
关键词:
ZnO薄膜
Cu掺杂
光致发光谱
射频反应共溅射 相似文献
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用射频反应磁控溅射法在不同溅射压强和氩氧比下制备了ZnO薄膜,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和光致发光(PL)谱等研究了溅射压强和氩氧比对ZnO薄膜结构和光学性质的影响。测量结果显示,所制备的ZnO薄膜为六角纤锌矿结构,具有沿c轴的择优取向;溅射压强P=0.6Pa,氩氧比Ar/O2=20/5.5sccm时,(002)晶面衍射峰强度和平均晶粒尺寸较大,(O02)XRD峰半峰全宽(FWHM)最小,光致发光紫外峰强度最强。 相似文献
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采用反应磁控溅射法在玻璃和石英衬底上沉积了ZnO薄膜, 然后经过不同条件退火和在H22S气氛中硫化最终得到ZnS薄膜. 用x射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜和UV—VIS分光光度计 对ZnS薄膜样品进行了分析. 结果表明, ZnO薄膜硫化后的晶体结构和光学性质取决于它的退 火条件. 真空和纯O22中退火的ZnO薄膜硫化后只是部分形成六角晶系结构的ZnS . 而在空气 和纯N22中退火的ZnO薄膜则全部转变为ZnS, 在可见光范围内的光透过率
关键词:
ZnS薄膜
磁控溅射
ZnO硫化
太阳电池 相似文献
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利用对向靶射频磁控溅射系统在Si(100)衬底上制备了ZnO薄膜,并对其进行了退火和超声处理。采用XRD,AFM和光致发光谱对其结构、表面形貌和性能进行了分析。结果表明:沉积态ZnO薄膜(002)择优取向稍差,尺寸较小,表面粗糙度较大。随退火温度的升高,颗粒粒径增大,样品的取向性和结晶度都明显变好,应力状态由压应力转变为张应力,粗糙度降低。超声处理缓解了薄膜中的张应力,晶粒尺寸更趋增大;用波长为280 nm的激发光激发薄膜时,沉积态薄膜无发光峰存在;随着退火温度升高,出现了一个378 nm的紫外峰和一个398 nm的紫峰;紫外峰峰值强度随退火温度升高不断增强,而紫峰的峰位随退火温度升高基本不发生变化,峰值强度增强;700 ℃退火后的薄膜经超声处理后,发光谱中出现了峰值波长为519 nm的绿色发光带。 相似文献