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相似文献
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1.
射频磁控溅射法制备高质量ZnO薄膜的激光特性研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
用射频磁控溅射方法在SiO2衬底上制备ZnO薄膜。在室温下观测到了A、B激子吸收以及在19K下发现的A、B、C激子的反射表明所制备的ZnO薄膜具有很好的纤锌矿结构。我们获得了来自于电子空穴等离子体的受激发射。进一步研究我们发现由大量窄峰所组成的激光发射,窄峰的间距都为0.5nm左右。根据理论计算,产生激光发射的自成腔的长度为31.5 μm。我们认为ZnO薄膜中产生激光发射的自成腔的形成与其六角型结构有重要关系。  相似文献   

2.
Zno纳米晶的室温紫外受激发射特征   总被引:2,自引:0,他引:2  
ZnO的激子特性对制备氧化锌基的光电子器件至关霞要,因此对ZnO量子点中激子的发光性质及其跃迁过程进行研究显得十分必要.采用溶胶-凝胶法制备了ZnO纳米晶,X射线衍射(XRD)结果表明样品具有六角纤锌矿多晶结构.研究了在不同泵浦功率激发下ZnO纳米晶的紫外发射的时间积分光谱和时间分辨光谱,观察到自南激子发光,激子-激子碰撞和电子-空穴等离子体引起的受激发射,研究了在不同泵浦功率激发下自由激子及激子-激子碰撞随泵浦功率依赖的动力学过程.研究结果对理解激子带边发射有一定帮助,对ZnO材料在短波长半导体光电器件方面有潜在的应用价值.  相似文献   

3.
磁控溅射制备ZnO薄膜的受激发射特性的研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
用射频磁控反应溅射法在二氧化硅衬底上制备ZnO薄膜。得到了在不同温度下ZnO薄膜的吸收与光致发光。观测到了纵光学波 (LO)声子吸收峰与自由激子吸收峰 ;室温 (30 0K)下 ,PL谱中仅有自由激子发光峰。这些结果证实了ZnO薄膜具有较高的质量。探讨了变温ZnO薄膜的发光特性。研究了ZnO薄膜的受激发射特性。  相似文献   

4.
张军斌  黄志云 《中国光学》2016,9(2):241-248
为了选择适合太阳光泵浦的激光材料,本文从四能级速率方程出发,综合考虑了太阳辐射带状光谱特性和激光材料对泵浦光吸收能力,建立了太阳光泵浦固体激光理论模型。利用该模型推导得到了单束光侧面泵浦和椭球腔侧面泵浦方式下的泵浦阈值表达式,并结合Nd~3+∶YAG、Nd~3+∶glass、Nd~3+∶Cr~3+∶GSGG(Nd~3+∶Cr~3+∶Gd_3Sc_2Ga_3O_12)、Cr~3+∶BeAl_2O_4和Cr~3+∶Nd~3+∶YAG等激光材料的光谱参数,计算了这些材料的泵浦阈值光强。结果表明:在单束光侧面泵浦和椭球腔侧面泵浦方式下,Nd~3+∶YAG的泵浦阈值光强分别为448个太阳常数和224个太阳常数,是比较适合用太阳光泵浦的激光材料。由于椭球腔的特殊结构,采用椭球腔侧面泵浦激光介质,阈值光强比较低。分析了泵浦阈值光强与材料直径的关系。该模型可用于从现有的激光材料中筛选出在太阳光泵浦下最易输出激光的工作物质。  相似文献   

5.
不同衬底温度下PLD法制备的氧化锌薄膜的特性   总被引:1,自引:1,他引:0  
利用GCR-170型脉冲激光器Nd:YAG的三次谐波(355nm),以蓝宝石Al2O3(0001)为衬底,在不同温度下采用脉冲激光沉积法制备了ZnO薄膜.通过原子力显微镜、Raman谱、光致发光谱、红外透射谱、霍尔效应和表面粗糙度分析仪对制备的ZnO薄膜进行了测试.分析了在不同衬底温度下薄膜的表面形貌、光学特性,同时进行了薄膜结构和厚度的测试.研究表明:衬底温度对ZnO薄膜的表面形貌、光学特性、结构特性都是重要的工艺参量,尤其在500℃时沉积的ZnO薄膜致密均匀,并表现出较强的紫外发射峰.  相似文献   

6.
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-x)Mg_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-x)Mg_xO薄膜的Mg组分为45%。在Zn0.55Mg0.45O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,Zn0.55Mg0.45O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Zn0.55Mg0.45O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 k W/cm2。  相似文献   

7.
磁控溅射方法生长的氮氧锌薄膜的光学特性   总被引:1,自引:1,他引:0  
氧化锌(ZnO)是一种具有六方结构的宽禁带Ⅱ--Ⅵ族半导体材料,室温下能带带隙Eg为3.37eV。由于氧化锌在室温条件下具有较高的激子束缚能(60meV),保证了其在室温下较强的激子发光。此外氧化锌还具有较高的热稳定性和抗化学腐蚀特性,因而被认为是制作紫外半导体激光器的合适材料。自1997年首次发现ZnO室温紫外受激发射以来,ZnO已成为继GaN之后紫外发射材料的又一研究热点。但是,目前对于p型氧化锌及其发光器件的研究仍处于探索阶段,对其光电特性的研究仍需要更多投入。本文利用磁控溅射方法制备出氮氧锌薄膜样品,并通过在氧气气氛下退火处理,改变薄膜样品中氮的含量。通过X射线衍射谱、X射线光电子能谱、光致发光谱及喇曼光谱的测试,研究了氮在氧化锌薄膜中的含量变化以及氮对氧化锌薄膜的结构和光学特性的影响。  相似文献   

8.
张晗  裴磊磊  宿世臣 《发光学报》2017,38(7):905-910
利用脉冲激光沉积(PLD)设备在蓝宝石衬底上制备了高质量Zn1-xMgxO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Zn1-xMgxO薄膜的Mg组分为45%。在Zn0.55Mg0.45O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,Zn0.55Mg0.45O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Zn0.55Mg0.45O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。  相似文献   

9.
ZnO纳米线阵列的定向生长、光致发光及场发射性能   总被引:7,自引:3,他引:4       下载免费PDF全文
采用光刻和脉冲准分子激光沉积技术在Si衬底上制备了图形化的ZnO种子层薄膜。分别采用气相输运和水热合成法,制备了最小单元为30μm的图形化的垂直定向生长的ZnO纳米线阵列。X射线衍射(XRD)分析显示ZnO纳米线阵列具有高度的c轴[001]择优取向生长特性。从扫描电子显微镜(SEM)照片看出,阵列图形完整清晰,边缘整齐。纳米线阵列室温下光致发光(PL)谱线中在380nm左右具有强烈的紫外发射峰,可见光区域发射峰得到了抑制,证明ZnO纳米线缺陷少,晶体质量高。场致电子发射测量表明,ZnO纳米线阵列开启电场和阈值电场分别为2.3,4.2V/μm,具有较好的场致电子发射性能。  相似文献   

10.
 为了提高高功率激光光束质量和改善近场均匀性,在SILEX-Ⅰ超短脉冲激光装置的泵浦光系统上进行实验,研究了一种双光子吸收材料的光限幅特性及对激光近场的改善情况。利用泵浦光SAGA激光器输出的激光进行光限幅特性实验。结果表明:该材料具有明显的光功率限幅特性,且透过率较高,当入射光强小于0.60 GW/cm2时,透过率大于90%。在SILEX-Ⅰ装置的泵浦光系统进行联机实验,研究了该材料对激光近场均匀性的改善。实验结果表明:经过材料后,激光近场均匀性和调制度有明显改善。  相似文献   

11.
纳米ZnO薄膜可见发射机制研究   总被引:12,自引:5,他引:7  
宋国利  孙凯霞 《光子学报》2006,35(3):389-393
利用溶胶-凝胶法 (Sol-Gel)制备了纳米ZnO薄膜,获得了高强的近紫外发射室温下测量了样品的光致发光谱(PL )、吸收谱(ABS)、X射线衍射谱(XRD).X射线衍射(XRD)的结果表明:纳米ZnO薄膜呈多晶态,具有六角纤锌矿结构和良好的C轴取向;发现随退火温度升高,(002)衍射峰强度显著增强,衍射峰的半高宽(FWHM)减小、纳米颗粒的粒径增大.由吸收谱(ABS)给出了样品室温下带隙宽度为3.30 eV.在PL谱中观察到二个荧光发射带,一个是中心波长位于392 nm附近强而尖的紫带,另一个是519 nm附近弱而宽的绿带研究了不同退火温度样品的光致发光峰值强度的变化关系,发现随退火温度升高,紫带峰值强度增强、绿带峰值强度减弱,均近似呈线性变化.证实了纳米ZnO薄膜绿光发射主要来自氧空位(Vo)形成的浅施主能级与锌空位(VZn)形成的浅受主能级之间的复合,或氧空位(Vo)形成的深施主能级上的电子至价带顶的跃迁;紫带来自于导带中的电子与价带中的空位形成的激子复合.  相似文献   

12.
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:4,自引:3,他引:1  
王兆阳  胡礼中  赵杰  孙捷  王志俊 《光学学报》2005,25(10):371-1374
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   

13.
纳米结构ZnO晶体薄膜室温紫外激光发射   总被引:4,自引:0,他引:4  
汤子康 《物理》2005,34(1):21-30
文章综述了纳米结构的氧化锌半导体薄膜在室温下自由激子的自发辐射以及由自由激子引起的受激发射的特性,阐述了在不同激发密度下室温紫外受激发射的机理.纳米结构氧化锌半导体薄膜是用激光分子束外延(L-MBE)技术生长在蓝宝石衬底上的.薄膜由密集而规则排列的纳米尺度的六角柱组成.这些纳米六角柱起着限制激子运动的作用,激子的量子尺寸效应,使激子的跃迁振子强度大幅度增强.同时六角柱之间的晶面组成了一个天然的激光谐振腔.室温下用三倍频的YAG脉冲激光激发,可从这些纳米结构的氧化锌薄膜中观测到很强的紫外激光发射.研究发现,在中等激发密度下,紫外受激发射是由于激子与激子间碰撞而引起的辐射复合.在高密度激发条件下,由于激子趋于离化,紫外受激发射主要由电子-空穴等离子体的辐射复合引起.由于纳米结构中激子的跃迁振子增强效应,在室温下测量到的光学增益高达320cm^-1,这比在同样条件下测量到的块状氧化锌晶体的光学增益要高一个量级以上.与传统的电子-空穴等离子体激光辐射相比,激子引起的受激发射可在较低的激发密度条件下实现.这在实际应用上很有价值.  相似文献   

14.
ZnO:V薄膜后退火处理前后的微结构与发光特性   总被引:1,自引:2,他引:1       下载免费PDF全文
张丽亭  魏凌  张杨  张伟风 《发光学报》2007,28(4):561-565
利用溶胶-凝胶(Sol-gel)法在单晶硅(100)衬底上分别制备了ZnO:V薄膜和纯ZnO薄膜。为进一步研究后退火对ZnO:V薄膜结构和发光性质的影响,在两段式快速退火后又在800℃下进行了后退火处理。X射线衍射的结果表明:后退火处理前,钒(V)的掺入使ZnO结晶质量变差,而800℃退火处理后,从ZnO的衍射峰中可以看出,相对于无V杂样品其结晶质量变好。扫描电子显微镜形貌图中可以看出制备的样品薄膜颗粒大小均匀,薄膜致密度较高。光致发光(PL)谱的研究表明:ZnO:V薄膜在800℃退火处理后,紫外和绿带发光峰均增强,但紫外发光峰增强得更多;与同样条件下制备的纯ZnO薄膜的PL谱比较,发现V掺杂后样品的紫外激子复合发光峰的强度明显增强且峰位发生蓝移,而缺陷引起的绿带发光峰的强度降低。  相似文献   

15.
ZnO粉末中无序激射现象时间分辨的研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
采用抽运-探测时间分辨方法实验研究了半导体材料ZnO纳米颗粒粉末中的无序激射现象.在2 67nm激光的抽运下,通过精确控制抽运光的能量和样品表面的抽运面积,获得了宽度小于1n m的单模无序激射光谱和多峰的多模无序激射光谱.时间分辨的抽运-探测结果显示,此时样 品的上能级寿命仅为几个皮秒,证明了ZnO粉末的单模无序光谱是受激辐射的结果. 关键词: 高散射介质 多重散射 抽运-探测 无序激射  相似文献   

16.
聂朦  赵艳  曾勇  蒋毅坚 《物理学报》2013,62(17):176801-176801
采用脉冲激光沉积法在蓝宝石衬底上制备出可见光发光良好的氧化锌薄膜, 在不同的温度下进行了后退火处理. 随着退火温度的升高, 薄膜的可见光发光发生了显著改变, 载流子浓度、迁移率、电阻率也呈现出一定的变化规律. 结合 X射线衍射、扫描电子显微镜、光致发光谱及霍尔测量, 探讨了本征氧化锌薄膜可见光发光的发射机理, 并分析了其 n型导电的原因. 关键词: 氧化锌薄膜 可见光发光 n型导电  相似文献   

17.
ZnO薄膜的制备和发光特性的研究   总被引:31,自引:12,他引:19  
用射频磁控溅射的方法在石英衬底上沉积了氧化锌薄膜,在室温下测量了样品的XRD曲线、吸收光谱以及光致发光光谱。探讨了气氛中氧气与氩气比对制备薄膜的影响,从XRD谱中可以看出,样品具有较好的结晶状态。另外,样品在紫外有较强的吸收,而其光致发光也是较强的紫外发射,这表明带间跃迁占了主导地位,以上结果说明:用溅射方法制备的ZnO薄膜结晶质量较好,富锌状态有所改善。  相似文献   

18.
CVD两步法生长ZnO薄膜及其光致发光特性   总被引:4,自引:4,他引:0       下载免费PDF全文
用CVD两步法在常压下于p型Si(100)衬底上沉积出具有较好择优取向的多晶ZnO薄膜。在325nm波长的光激发下,室温下可观察到显著的紫外光发射(峰值波长381nm)。高温退火后氧空位缺陷浓度增加,出现了一个450~600nm的绿光发光带,发光峰值在510nm。作为比较,用一步法生长的ZnO薄膜结晶质量稍差。在其PL谱中不仅有峰值波长389nm的紫外发射而且还出现了一个很强的蓝光发光中心(峰值波长437nm),退火后同样产生绿光发光带。对这两种绿光发光带的发光机制进行了研究,认为前者源于VO,而后者与OZn有密切的关系。  相似文献   

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