ZnO薄膜的制备和发光特性的研究

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。     

射频磁控溅射法制备ZnO薄膜的发光特性

利用射频磁控溅射法在硅衬底上制备出具有（002）择优取向的氧化锌薄膜，用波长为300nm的光激发，观察到在446nm处有一强的光致发光峰，它来自于氧空位浅施主能级上的电子到价带上的跃迁。并讨论了发光峰与氧压的关系以及退火对它的影响，且给出了解释。     

溅射方法生长的氧化锌薄膜的阴极射线和光致发光特性

近紫外光发射氧化锌薄膜是一种新兴的发光材料,它的发光波长比氮化镓的蓝光波长更短,在光存储应用中可以进一步提高光存储的密度,因而在光电子领域具有重要应用价值而备受关注。在此介绍我们用直流反应溅射方法在硅衬底上生长的氧化锌薄膜,观察了它们的阴极射线发光和光致发光光谱,研究了发光与薄膜晶体结构,以及发光与激发电子束流的关系等。并从中推测出ZnO薄膜中的发光中心。     

利用P-MBE方法在(400)Si衬底上生长ZnO薄膜

利用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)方法在(400)Si衬底上生长ZnO薄膜。为改善生长后样品的质量,把样品解理成三块后,在不同温度下氧气气氛中退火。通过X射线衍射(XRD)谱和光致发光(PL)谱进行表征,讨论了用P-MBE方法在Si基上生长的ZnO的室温光致发光发光峰的可能原因。     

Si衬底上生长的GaAs薄膜中深中心发光的温度效应

测量了Ｓｉ衬底上生长的ＧａＡｓ薄膜中与深中心有关的发光带的变温光谱，研究了０．７８ｅＶ、０．８４ｅＶ和０．９３ｅＶ发光带的峰值位置和发光强度随着温度的变化关系，发现它们的发光强度随温度的变化服从描述非晶半导体中局域态发光的公式。最后讨论了这些发光带的来源。     

用电子束热蒸发技术制备ZnO薄膜

本文报道了用电子束热蒸发技术制备ZnO薄膜,薄膜具有（002）取向,通过电子扫描显微镜确认晶粒大小在150nm左右,现有的薄膜在525nm处有强的光致发光。     

Si表面上生长的ZnO薄膜的阴极射线荧光

几种不同温度下退火的用直流溅射法生长的ZnO／Si样品的阴极射线荧光(CL)光谱显示，当退火温度低于等于800℃时，随着退火温度的升高，薄膜的晶体质量得到了改善，这主要体现在390nm紫外带的发射强度与505nm绿带发射强度的相对比值迅速增加，同时也发生了绿带的红移以及窄化效应。但退火温度超过800℃时绿带就不再红移了，其峰值为525nm。当退火温度为950℃时，紫外带几乎消失，而只剩下绿带，且与纯硅酸锌样品的CL谱一致，掠入射X射线衍射测量表明，确有三角相三元化合物硅酸锌的产生。因此，从ZnO／Si异质结的质量来看，直流溅射法可能不适宜用于生长这样的异质结：因为当退火温度低于800℃且相差较大(如600℃)时，不能得到产生强ZnO紫外发光的晶体质量，而当退火温度接近或高于800℃时，虽然zn0晶体质量得到了改善从而紫外发光份额迅速增加，但同时也产生了新的三元化合物硅酸锌，将严重影响ZnO／Si异质结的电学输运特性。     

蓝光ZnO薄膜的特性研究

采用反应溅射法在n型硅（100）衬底上制备了ZnO薄膜,分别用X射线衍射仪、原子力显微镜和荧光分光光度计对样品的结构、表面形貌和光致发光特性进行了表征。X射线衍射结果表明,实验中制备出了应变小的c轴择优取向的ZnO薄膜;原子力显微镜观察表明,薄膜表面平整,颗粒大小约为50nm,为柱状结构,颗粒垂直于硅衬底表面生长;在室温光致发光（PL）谱中观察到了波长位于434nm处的较窄的强蓝光发射峰,该蓝光峰的半峰全宽约为50meV。对蓝光峰的发光机制进行了讨论,并推断出该蓝光峰来源于电子从Zn填隙缺陷能级向价带顶跃迁。     

氮气氛中高温退火对ZnO薄膜发光性质的影响

以二乙基锌和水汽分别作为锌源和氧源,用LP-MOCVD方法在p型Si(100)衬底上生长了单一取向的ZnO薄膜。对得到的样品在氮气气氛中进行高温热处理,退火温度分别为900,1000,1100℃。利用室温PL谱、XRD、AFM、XPS等方法对样品的性质进行了研究。研究表明:(1)随着退火温度的升高,样品的结晶性质也逐渐提高,从表面形貌观察到晶粒尺寸逐渐增大;(2)当退火温度从900℃升高至1000℃时,样品的光致发光谱中可见光波段的发光强度有所减弱,而紫外波段的发光强度明显增强;当退火温度升高至1100℃时,可见光波段的发光几乎完全被抑制,而紫外波段的发光强度急剧增强。分析认为,高温退火改善晶体结晶质量的同时调制了样品的Zn/O比,氮气气氛下的热处理使得样品内的氧原子逸出,来自受主缺陷OZn的可见发射随温度升高逐渐减弱,而当退火温度达到1000℃以上时样品成为富锌状态,此时与施主缺陷Zni有关的紫外发射急剧增强。     

超声处理对ZnO薄膜光致发光特性的影响

对于结晶状态好的ZnO薄膜，测量了其光致发光(PL)光谱，发射光谱中只发现了峰值波长约389 nm的近紫外光.样品进行超声处理后，发射谱中不仅观察到近紫外峰，又观察到波长约508 nm的绿光峰.绿光峰的强度比近紫外光的强度强得多，且近紫外峰红移.进一步的热处理使绿光峰大大增强.超声处理改变了ZnO薄膜的质量和结晶状态，使晶格中产生氧空位.处理过程中的热效应使得薄膜晶格振动加剧.当晶格振动加剧到一定程度，晶格中的氧脱离格点形成氧空位.510 nm左右的绿色发光峰是ZnO晶体中的氧空位产生的.薄膜的温度越高， 关键词： ZnO薄膜 超声 光致发光     

In掺杂ZnO薄膜的制备及其特性研究

采用射频反应溅射技术在硅(100)衬底上制备了未掺杂和掺In的ZnO薄膜。掠角X射线衍射测试表明,实验中制备的掺In样品为ZnO薄膜。用X射线衍射仪、原子力显微镜和荧光分光光度计分别对两样品的结构、表面形貌和光致发光特性进行了表征,分析了In掺杂对ZnO薄膜的结构和发光特性的影响。与未掺杂ZnO薄膜相比,掺In ZnO薄膜具有高度的C轴择优取向,同时样品的晶格失配较小,与标准ZnO粉末样品之间的晶格失配仅为0．16％;掺In ZnO薄膜表面平滑,表面最大不平整度为7nm。在掺In样品的光致发光谱中观察到了波长位于415nm和433nm处强的蓝紫光双峰,对掺In样品的蓝紫双峰的发光机理进行了讨论,并推测出该蓝紫双峰来源于In替位杂质和Zn填隙杂质缺陷。     

脉冲激光沉积法在多孔铝衬底上生长的ZnO薄膜的结构与光学性质

ZnO是一种性质优良很有前途的紫外光电子器件材料,多孔铝是一种良好的模板型衬底,试图将二者结合起来以制备出一种全新的光电功能材料。制备了三种不同孔径多孔铝衬底,采用脉冲激光沉积法,在真空背景下,在多孔铝衬底上生长了氧化锌薄膜。利用扫描电子显微镜、X射线衍射和光致荧光对样品进行了测试和分析。研究表明:利用不同孔径的多孔铝衬底生长的氧化锌薄膜的结构和光学性质差异很大。样品A的光致发光主要是394nm的紫外发射和498nm的蓝绿光发射;样品B的光致发光主要是417nm的紫光发射和466nm蓝光发射;样品C的光致发光主要是415nm的紫光发射和495nm的蓝绿光发射。由于薄膜是富锌的,随着在空气中氧化的进行,光谱发生变化。利用固体能带理论对光谱进行了全面的分析。     

ZnO/Ag/ZnO多层结构薄膜的光电性质

通过磁控溅射方法生长了不同银层厚度的ZnO/Ag/ZnO多层结构的薄膜,并对其形貌、光吸收谱、光致发光和光响应特性进行了比较研究.结果表明ZnO薄膜中银薄层的加入使得光致发光的强度增强.银层厚度为6 nm样品制成的器件在350 nm处的光响应度为0.06 A/W,相对于ZnO薄膜提高了一个数量级.而当银层厚度达到15 ...     

氧化锌薄膜Zn/O比和发光性能的关系

用直流反应溅射在硅基片上生长具有高取向晶粒的氧化锌薄膜,在氧气、氮气、空气气氛和不同温度下进行热处理,对所得到的样品用俄歇谱(AES)仪进行元素深层分布分析,并测量光致发光光谱。研究结果表明：1．经热处理的薄膜表面全部为缺氧表面,不同深度Zn和O含量分布(Zn／O)有所不同;2．当在氧气氛中1000℃下热处理后,在薄膜的深层可产生比较明显的氧过量;而在空气中950℃下热处理后,则可产生局部氧过量;3．光致发光谱表明,薄膜中全部为锌过量时产生纯紫外发射,而具有局部氧过量的薄膜则在产生紫外发射的同时产生绿色发光,绿光和紫外的强度比则随局部氧过量增多而增大。     

CVD两步法生长ZnO薄膜及其光致发光特性

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O_Zn有密切的关系。     

ZnO纳米棒的拉曼和发光光谱研究(英文)

本文对采用湿化学方法合成的ZnO纳米棒样品的拉曼光谱和发光光谱进行了研究。由扫描电镜结果可知,合成的ZnO纳米棒具有很好的尺寸发布均匀性,直径在30 nm左右,长度大于1微米。采用显微拉曼光谱技术,得到了632.8 nm波长激发的拉曼光谱,并和体相样品的拉曼光谱进行了对比分析;由325 nm激光波长激发得到的荧光光谱可知样品具有很好的紫外发光性质。     

自持金刚石厚膜上沉积生长ZnO薄膜及发光特性

采用磁控溅射在自持CVD金刚石厚膜的成核面上制备了ZnO薄膜,并实验研究了其生长特性和发光特性随O2和Ar流量的变化。利用X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)光谱、电子探针(EPMA)和霍尔测量对样品进行了检测。结果表明,在O2/Ar比值约为1时沉积得到的ZnO薄膜取向较一致,呈现高阻的状态并且发光性能最好。     

氧分压对PLD制备ZnO薄膜结构和发光性质的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)技术,在Si(100)衬底上制备出高度c轴取向的ZnO薄膜。通过X射线衍射(XRD)谱,扫描电镜(SEM)和室温光致发光(PL)光谱的测量,研究了生长气氛压强的改变对薄膜结构和光致发光的影响。实验结果表明,当氧压从10Pa升高到100Pa时ZnO(002)衍射峰的半峰全宽(FWHM)增大。可以认为这是由于较高的氧压下,到达衬底表面的离子动能减小。这样部分离子没有足够的能量迁移到生长较快的(002)面,c轴取向变差,导致(002)衍射峰的强度降低,半峰全宽增大。随着氧压增大,紫外发光强度增强。这可能是氧压变大,薄膜的化学配比升高,说明化学配比对UV发光的影响要大于薄膜微结构的影响。改变氧气压强对薄膜的表面形貌也有较大的影响。     

高浓度Er/Yb共掺ZnO薄膜的结构及室温光致发光特性

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。     

磁控溅射制备ZnO薄膜的受激发射特性的研究

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。