磁控溅射制备ZnO薄膜的结构及发光特性研究

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.     

Si／SiO2多层膜的I-V特性研究

用射频磁控溅射法制备了Si／SiO2多层膜,并对多层膜的FV特性实验结果进行了拟合．分析表明,Si／SiO2多层膜的I-V特性由多种因素决定。单一的电流输运模型不能控制Si／SiO2多层膜的I-V特性,多层膜结构及氧化硅层的厚度是影响薄膜I-V特性的主要因素．     

Si/SiO2多层膜的Ⅰ-Ⅴ特性研究

用射频磁控溅射法制备了Si/SiO2多层膜,并对多层膜的Ⅰ-Ⅴ特性实验结果进行了拟合.分析表明,Si/SiO2多层膜的Ⅰ-Ⅴ特性由多种因素决定,单一的电流输运模型不能控制Si/SiO2多层膜的Ⅰ-Ⅴ特性,多层膜结构及氧化硅层的厚度是影响薄膜Ⅰ-Ⅴ特性的主要因素.     

氧分压对磁控溅射制备ZnO薄膜的结构及光学特性的影响

采用射频反应磁控溅射法在玻璃衬底上成功制备出具有c轴高择优取向的ZnO薄膜,利用X射线衍射及紫外-可见吸收和透射光谱研究了氧分压变化对ZnO薄膜的微观结构及光吸收特性的影响。结果表明,当工作气压恒定时,用射频反应磁控溅射制备的ZnO薄膜的生长行为主要取决于成膜空间中氧的密度,合适的氧分压能够提高ZnO薄膜的结晶质量;薄膜在可见光区的平均透过率达到90%以上,且随着氧分压的增大,薄膜的光学带隙发生了一定程度的变化。采用量子限域模型对薄膜的光学带隙作了相应的理论计算,计算结果与对样品吸收谱所作的拟合结果符合较好,二者的变化趋势完全一致,表明ZnO纳米晶粒较小时,薄膜光学带隙的变化与量子限域效应有很大关系。     

阳极氧化与超临界干燥结合制备多孔硅

多孔硅（PS）在室温下发射强可见光，这一发现在国际上引起极大关注，成为材料科学、半导体物理和化学以及信息科学领域研究的热点［1，2］．最近三、四年，国内外对PS制备工艺、影响PS发光的因素、PS发光机制、PS应用前景等方面进行了广泛的研究［2］，但有一些基本问题仍待解决，如关于PS发光机制尚存在分歧；PS电致发光效率低，离应用差距甚远；高多孔度PS微孔结构不稳定等．PS微孔内溶剂蒸发过程中，由于毛细管张力的存在，造成微孔骨架受力不匀．强的应力使PS骨架脆弱，甚至微孔结构坍缩，从而导致PS结构不稳定．对于高多孔度…     

不同缓冲层对ZnO薄膜的性能影响

用射频反应磁控溅射法在玻璃基底上分别以SnO2、SiO2和Al2O3为缓冲层制备ZnO薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见分光光度计和荧光分光光度计对薄膜的结构和光学性能进行了表征.XRD和SEM的分析结果表明,在SiO2和Al2O3缓冲层上生长的ZnO薄膜具有较好的c轴择优取向,薄膜表面光滑平整,薄膜的结晶质量得到改善;透射光谱表明所有样品在可见光范围内的平均透过率超过70;;通过对薄膜光致发光谱的分析,认为422 nm左右的紫峰来自于电子从晶粒边界的界面缺陷能级到价带的辐射跃迁;PL谱中蓝光和绿光的发光机制与薄膜中的本征缺陷有关.     

薄膜结构对Si／SiO2 I-V特性的影响

用射频磁控溅射法制备了3种结构的Si／SiO2纳米薄膜，测定了薄膜的I-V特性．实验结果分析表明，薄膜结构是影响其FV特性的主要因素．     

镁离子掺杂多孔硅的蓝光发射

用电化学方法对多孔硅薄膜进行了镁离子的化学掺杂。用荧光分光光度计分析了样品的光致发光特性,发现镁掺杂增强了多孔硅的蓝光发射,当镁离子浓度增大到0.002mol/L时,可使蓝光强度达到多孔硅红光强度的一半。红外吸收谱表明,掺镁多孔硅的表面形成较完整的Si-O-Si网络结构,分析结果认为,多孔硅的蓝光光激发主要发生在多孔硅的纳米硅粒中,光发射主要发生在多孔硅中包裹纳米硅SiOx层中的发光中心上,对实验结果进行了合理的解释。     

Electroluminescence from Si／SiO2 films deposited on p—Si substrates

The structure of Au/Si/SiO₂/p-Si has been fabricated using the magnetron sputtering technique. It has a very good rectifying behaviour. Visible electroluminescence (EL) has been observed from the Au/Si/SiO₂/p-Si structure at a forward bias of 5V or larger. A broad band with one peak around 650－660 nm appears in all the EL spectra of the structure. The effects of the thickness of the Si layer in the Si/SiO₂ films and of the input electrical power on EL spectra are studied systematically.