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相似文献
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1.
采用阴极还原方法,在透明导电玻璃(ITO)上制备了高c轴择优取向的ZnO薄膜.通过X射线衍射、扫描电子显微镜等表征技术,研究了沉积电流对ZnO薄膜的结构、应力状态及表面形貌的影响;利用光致荧光光谱及透射光谱等分析方法,探讨了沉积电流变化对ZnO薄膜的光学性能的影响.研究结果显示:各沉积电流下均可制得高c轴取向的ZnO薄膜;薄膜表面形貌受电流的影响较大;从透射谱可以看出,薄膜在可见光波段有较高透射率,且薄膜厚度随沉积电流的增大而增大.光致荧光测量表明,电化学沉积的ZnO薄膜具有明显的带隙展宽.而且,随着沉积电流的增加,带隙发光强度逐渐减弱,缺陷发光逐渐增强.  相似文献   

2.
鲍善永  董武军  徐兴  栾田宝  李杰  张庆瑜 《物理学报》2011,60(3):36804-036804
利用脉冲激光沉积技术,通过改变沉积过程中的氧气压力,在蓝宝石(0001)基片上制备了一系列ZnMgO合金.通过X射线衍射、反射和透射光谱以及室温和变温荧光光谱,对薄膜的结构和光学性能进行了系统地表征,分析了工作气压对ZnMgO合金薄膜的结晶质量及光学特性的影响.研究结果表明:随着沉积环境中氧气压力的增大,ZnMgO薄膜的结晶质量下降,富氧环境下,与蓝宝石晶格平行的ZnO晶粒的出现是导致薄膜结晶质量下降的主要原因;相对于本征ZnO,不同氧气环境下沉积的ZnMgO薄膜的紫外荧光峰均出现了不同程度的蓝移.随着工 关键词: ZnO Mg掺杂 脉冲激光沉积 薄膜生长 光学特性  相似文献   

3.
电化学沉积高c轴取向ZnO薄膜及其光学性能分析   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
采用阴极还原方法,在透明导电玻璃(ITO)上制备了高c轴择优取向的ZnO薄膜.通过X射线衍射、扫描电子显微镜等表征技术,研究了沉积电流对ZnO薄膜的结构、应力状态及表面形貌的影响;利用光致荧光光谱及透射光谱等分析方法,探讨了沉积电流变化对ZnO薄膜的光学性能的影响.研究结果显示:各沉积电流下均可制得高c轴取向的ZnO薄膜;薄膜表面形貌受电流的影响较大;从透射谱可以看出,薄膜在可见光波段有较高透射率,且薄膜厚度随沉积电流的增大而增大.光致荧光测量表明,电化学沉积的ZnO薄膜具有明显的带隙展宽.而且,随着沉积电流的增加,带隙发光强度逐渐减弱,缺陷发光逐渐增强.  相似文献   

4.
原子力显微镜在PLD法制备ZnO薄膜表征中的应用   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
利用脉冲激光沉积(PLD)法在氧压为16 Pa、衬底温度为400~700 ℃时,在单晶Si(100) 衬底上制备ZnO薄膜,并通过原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)谱和光致发光谱对制得的薄膜样品进行表面形貌、结构特性和发光性质研究。其中通过原子力显微镜对样品的二维、三维以及剖面线图进行了分析。结果表明衬底温度700 ℃时得到的薄膜样品表面较均匀致密,晶粒生长较充分,结晶质量较高,相对发光强度高。控制氧压为5.7 Pa,在衬底温度为600 ℃,沉积时间分别为10,20,45 min制备ZnO薄膜样品;利用原子力显微镜对样品进行表面形貌观察,得知只有沉积时间足够长才能使薄膜表面晶粒充分生长。  相似文献   

5.
采用激光脉冲沉积法在Si(100)衬底上生长ZnO薄膜,衬底温度分别为室温,200℃,300℃,400℃和500℃.用X射线衍射仪、拉曼光谱、扫描电子显微镜对薄膜的微结构进行了测量,并测量了室温下薄膜的光致发光特性.结果表明,300℃时.ZnO具有最佳择优取向,随着衬底温度升高.衍射峰半峰全宽减小,薄膜晶粒尺寸增大,400℃时,薄膜具有各向等大的品粒尺寸.同时拉曼谱结果显示,薄膜内部的缺陷随衬底温度变化无明显差别,应力表现为张应力,400℃时应力最小,紫外发光峰在衬底温度为400℃时最强,而黄绿光带最弱.在减少薄膜缺陷,提高择优长向和晶粒尺寸的同时.使晶粒横向尺寸和纵向尺寸尽可能相同,可极大提高薄膜的发光特性.  相似文献   

6.
硅衬底上Zn1-xMgxO薄膜的结构与光学性质   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
采用脉冲激光法(PLD)在Si衬底上沉积Zn1-xMgxO薄膜.x射线衍射(XRD)表明薄膜为c轴取向,(002)峰的半高宽仅为0.211°,且没有MgO的相偏析.透射电子显微镜可以清楚看到Zn1-xMgxO薄膜的c轴择优取向.在选区电子衍射图中可以看到Zn1-xMgxO结晶薄膜整齐的衍射斑点.室温下对Zn1-xMgxO薄膜进行了光致荧光光谱分析,发现其带边发射峰相对ZnO晶体有0.4eV的蓝移,带边发射峰与杂质发射峰的强度之比高达159.Zn1-xMgxO结晶薄膜质量良好,显示了应用于光电器件的潜力. 关键词: Zn1-xMgxO合金薄膜 硅衬底 脉冲激光沉积法 c轴取向 光致荧光光谱  相似文献   

7.
利用激光脉冲沉积(PLD)技术在(302)γ-LiAlO2衬底上成功生长了非极性的a面(1120) ZnO薄膜. 衬底温度为350℃时,薄膜是混合取向(a向和c向),以c面ZnO为主,且晶粒尺寸分布很宽;提高温度达500℃,薄膜变为单一的(1120)取向,摇摆曲线半高宽0.65°,晶粒尺寸分布趋窄,利用偏振透射谱可以明显看出其面内的各向异性. 衬底温度650℃下制备的样品晶粒继续长大,虽然摇摆曲线半高宽变大,但光致发光谱(PL)带边发射峰半高宽仅为105meV,比在350℃,500℃下制备的样品小1/5. 关键词: 非极性ZnO 2')" href="#">γ-LiAlO2 PLD 透射谱  相似文献   

8.
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   

9.
热处理参数对溶胶-凝胶法制备氧化锌薄膜特性的影响   总被引:11,自引:0,他引:11       下载免费PDF全文
采用溶胶-凝胶旋涂法在Si(111)衬底上生长了ZnO薄膜,并用荧光光谱、原子力显微镜和XRD对ZnO薄膜样品进行了分析.结果表明,溶胶-凝胶旋涂法制备的ZnO薄膜为纤锌矿结构,其c轴取向程度与热处理温度有很大的关系.当热处理温度小于550℃时,氧化锌薄膜在室温下均有较强的紫外带边发射峰,而可见波段的发射很弱;当热处理温度高于550℃时,可见波段发射明显增强.对经过不同时间热处理的ZnO薄膜样品分析表明,氧化锌薄膜的荧光特性及表面形貌与热处理时间也有很大关系,时间过短可见波段的发射较强,但时间过长会导致晶 关键词: ZnO薄膜 光致发光  相似文献   

10.
利用超声喷雾热解方法以不同的沉积温度(450~550℃)在石英衬底上制备出一系列ZnMgO薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光谱(PL)表征了样品的晶体结构、表面形貌和光学性能。结果表明衬底温度对薄膜结构性能和光学特性影响显著。所有薄膜都呈六角纤锌矿多晶结构,其中在530℃条件下制备的样品C轴择优最明显,晶粒尺寸均匀,表面形貌平整,结晶质量最好。薄膜的光致发光谱显示随着温度的升高深能级跃迁范围逐渐减小,近紫外带边发光峰逐步出现。衬底温度为530℃时在374.5nm处出现了明显的近紫外发光峰,且几乎没有明显的深能级跃迁出现。  相似文献   

11.
退火温度对ZnO薄膜结构和发光特性的影响   总被引:16,自引:0,他引:16       下载免费PDF全文
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   

12.
利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法,在Si衬底上外延生长ZnO薄膜。为了改善氧化锌薄膜的质量,首先在Si衬底上生长低温ZnO缓冲层,然后再生长高质量的ZnO薄膜。通过XRD、SEM、光致发光(PL)光谱的实验研究,发现低温ZnO缓冲层可有效降低ZnO薄膜和Si衬底之间的晶格失配以及因热膨胀系数不同引起的晶格畸变。利用低温缓冲层生长的ZnO薄膜的(002)面衍射峰的强度要比直接在Si上生长的ZnO薄膜样品的高,并且衍射峰的半高宽也由0.21°减小到0.18°,同时有低温缓冲层的样品室温下的光致发光峰也有了明显的增高。这说明利用低温缓冲层生长的ZnO薄膜的结晶质量和光学性质都得到了明显改善。  相似文献   

13.
This paper reports that ion implantation to a dose of 1 ×10^17 ions/cm^2 was performed on c-axis-orientated ZnO thin films deposited on (0001) sapphire substrates by the sol-gel technique. After ion implantation, the as-implanted ZnO films were annealed in argon ambient at different temperatures from 600 - 900 ℃. The effects of ion implantation and post-implantation annealing on the structural and optical properties of the ZnO films were investigated by x-ray diffraction (XRD), photoluminescence (PL). It was found that the intensities of (002) peak and near band edge (NBE) exitonic ultraviolet emission increased with increasing annealing temperature from 600- 900 ℃. The defect related deep level emission (DLE) firstly increased with increasing annealing temperature from 600 - 750 ℃, and then decreased quickly with increasing annealing temperature. The recovery of the intensities of NBE and DLE occurs at ~850℃ and ~750℃ respectively. The relative PL intensity ratio of NBE to DLE showed that the quality of ZnO films increased continuously with increasing annealing temperature from 600 - 900 ℃.  相似文献   

14.
采用原子层沉积技术(ALD),以二乙基锌和水为前驱体,在衬底温度分别为110和190℃的条件下制备了致密的氧化锌纳米薄膜。采用X射线光电子能谱,荧光光谱和椭偏仪等表征手段对薄膜的成分和光学性质进行了研究。结果表明,随着沉积温度的增加,氧化锌薄膜内—OH含量降低,说明氧化锌薄膜生长过程中的化学反应更加完全;另外,沉积温度增加后,薄膜在365nm处的激子发射峰出现了明显的增强,同时可见光区的荧光发射峰消失,表明薄膜内的缺陷态减少。随着成膜质量的提高,氧化锌薄膜的电子迁移率从25提高至32cm~2·(V·S)~(-1)。椭偏测量的拟合结果表明,在375~800nm的波长范围内,氧化锌薄膜的折射率逐渐从2.33降至1.9,呈现出明显的色散现象;另外,不同温度下制备的氧化锌薄膜光学带隙均为3.27eV左右,这说明沉积温度对薄膜的带隙没有明显影响。  相似文献   

15.
利用反应射频磁控溅射技术,采用两步生长方法制备了ZnO薄膜,探讨了基片刻蚀时间和低温过渡层沉积时间对ZnO薄膜生长行为的影响.研究结果表明,低温ZnO过渡层的沉积时间所导致的薄膜表面形貌的变化与过渡层在Si(001)表面的覆盖度有关.当低温过渡层尚未完全覆盖基片表面时,ZnO薄膜的表面岛尺度较小、表面粗糙度较大,薄膜应力较大;当低温过渡层完全覆盖Si(001)基片后,ZnO薄膜的表面岛尺度较大、表面粗糙度较小,薄膜应力较小.基片刻蚀时间对薄膜表面形貌的影响与低温过渡层的成核密度有关.随着刻蚀时间的增加,ZnO薄膜的表面粗糙度逐渐下降,表面形貌自仿射结构的关联长度逐渐减小. 关键词: ZnO薄膜 反应射频磁控溅射 两步生长 形貌分析  相似文献   

16.
ZnO thin films were first prepared on Si(111) substrates using a radio frequency magnetron sputtering system. Then the as-grown ZnO films were annealed in oxygen ambient at temperatures of 700, 800, 900, and 1000°C , respectively. The morphologies of ZnO films were studied by an atom force microscope (AFM). Subsequently, GaN epilayers about 500 nm thick were deposited on the ZnO buffer layers. The GaN/ZnO films were annealed in NH3 ambient at 900°C. The microstructure, morphology and optical properties of GaN films were studied by x-ray diffraction (XRD), AFM, scanning electron microscopy (SEM) and photoluminescence (PL). The results are shown, their properties having been investigated particularly as a function of the ZnO layers. For better growth of the GaN films, the optimal annealing temperature of the ZnO buffer layers was 900°C.  相似文献   

17.
高浓度Er/Yb共掺ZnO薄膜的结构及室温光致发光特性   总被引:3,自引:0,他引:3  
采用射频磁控溅射方法制备了Er/Yb共掺ZnO薄膜,研究了退火处理对高浓度Er/Yb共掺ZnO薄膜的结构演化和光致发光(PL)特性的影响。X射线衍射分析结果表明:Er/Yb掺杂导致ZnO薄膜的晶粒细化及择优取向性消失,ZnO晶粒随退火温度的增加而逐渐长大。900℃退火时,出现Er3 、Yb3 偏析,退火温度高于1000℃时,薄膜与基体间发生了界面反应,1200℃时,ZnO完全转变为Zn2SiO4相。光致发光测量结果表明:高于900℃退火处理后,Er/Yb共掺ZnO薄膜在1540 nm附近具有明显的光致发光,发光强度在退火温度为1050℃时达到最大值;光致发光光谱呈现典型的晶体基质中Er3 离子发光光谱所具有的明锐多峰结构特征。此外,探讨了薄膜结构演化及其对光致发光光谱的影响。  相似文献   

18.
ZnO thin films deposited on SiO2/Si substrates at room temperature by sputtering technology were annealed with a rapid thermal annealing process at various temperatures from 200 °C to 900 °C. The physical and optical properties of the ZnO films were investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and room-temperature photoluminescence (PL). The surface structures of the thin films showed great variations with increased annealing temperature. The PL spectrum illustrated that a stronger UV emission intensity appeared at an annealing temperature of 500 °C. On the other hand, visible-light emission could be obtained when the ZnO films were annealed above 500 °C and reached a maximum intensity at 900 °C. The possible mechanisms for visible-light emission are discussed. PACS 81.15.Cd; 81.40.Ef; 78.55.-m; 78.55.Et  相似文献   

19.
《Composite Interfaces》2013,20(5):441-448
Zinc oxide thin films have been deposited onto porous silicon (PSi) substrates at high growth rates by radio frequency (RF) sputtering using a ZnO target. The advantages of the porous Si template are economical and it provides a rigid structural material. Porous silicon is applied as an intermediate layer between silicon and ZnO films and it contributed a large area composed of an array of voids. The nanoporous silicon samples were adapted by photo electrochemical (PEC) etching technique on n-type silicon wafer with (111) and (100) orientation. Micro-Raman and photoluminescence (PL) spectroscopy are powerful and non-destructive optical tools to study vibrational and optical properties of ZnO nanostructures. Both the Raman and PL measurements were also operated at room temperature. Micro-Raman results showed that the A1(LO) of hexagonal ZnO/Si(111) and ZnO/Si(100) have been observed at around 522 and 530 cm–1, re- spectively. PL spectra peaks are distinctly apparent at 366 and 368 cm–1 for ZnO film grown on porous Si(111) and Si(100) substrates, respectively. The peak luminescence energy in nanocrystalline ZnO on porous silicon is blue-shifted with regard to that in bulk ZnO (381 nm). The Raman and PL spectra pointed to oxygen vacancies or Zn interstitials which are responsible for the green emission in the nanocrystalline ZnO.  相似文献   

20.
ZnO薄膜微结构变化对光电特性的影响   总被引:5,自引:5,他引:0  
使用脉冲激光淀积(PLD)技术在n型Si衬底上沉积氧化锌(ZnO)薄膜,在O2气氛下对样品进行了500℃(Sample1,S1),600℃(Sample2,S2),700℃(Sample3,S3)和800℃(Sample4,S4)退火,随后进行了X射线衍射(XRD)谱,椭偏光折射率,热激电流(TSC)和电容-电压(C-V)的测量。研究发现:S1中晶界的电子陷阱由高浓度的深能级杂质(Zni)提供的电子填充,该能级位于ET=EC-0.24±0.08eV。S3中出现与中性施主(D0)有关的深能级中心,其ET=EC-0.13±0.03eV,推测D0的出现与高温氧气条件退火下晶界处形成的复合体缺陷有关。XRD和椭偏光折射率测量结果表明:氧气对ZnO薄膜微结构的修饰是改变ZnO/Si结构光电特性的主要因素。  相似文献   

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