ZnO薄膜的光学性质研究

采用直流反应磁控溅射方法在玻璃基底上成功地淀积ｃ轴取向性好的ＺｎＯ薄膜。经过优化计算，获得并分析了不同氧分压下制备的ＺｎＯ薄膜的折射率ｎ和消光系数ｋ的数值；同时得到了吸收光学带隙Ｅｏｐｔ，用能带模型解释了Ｅｏｐｔ的变化规律。     

射频磁控溅射法制备高质量ZnO薄膜的激光特性研究

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。     

对蓝宝石衬底上射频溅射的PbTiO3薄膜的光学特性研究

使用射频溅射和组合靶在蓝宝石 (α Al2 O3)基底上制备出了结构较好的PbTiO3 薄膜 ,提出了一种利用透射光谱来简单有效地分析弱吸收薄膜的光学特性及与光学相关的其它物理特性的方法。得出了该薄膜在 40 0nm～2 40 0nm区域内的折射率、消光系数等参量与波长的变化关系和与之相符合的柯西 (Cauchy)色散公式 ,并通过外推的方法估算出了薄膜的光学能量带隙为 3.6 5eV。     

射频磁控溅射ZnO薄膜的结构和光学特性

采用射频（RF）反应磁控溅射法在n-Si(001)衬底上外延生长ZnO薄膜。XRD谱测量显示出较强的（002）衍射峰，表明ZnO薄膜为c轴择优取向生长的。室温PL谱测量观察到了较强的紫外光发射和深能级发射。     

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。     

从室温到1800℃全程测温的蓝宝石单晶光纤温度传感器

表述了从室温到１８００℃测温范围的全程测温的蓝宝石单晶光纤温度传感器。该光纤传感器综合了光纤辐射测温技术和光纤荧光测温技术的特点,利用特殊生长的端部Ｃｒ＾３＋离子掺杂的蓝宝石单 光纤,使两者有机地结合实现用单一光纤传感头达到大范围的温度测量,介绍了端部掺杂的蓝宝石单晶光纤的生长方法,分析了它的荧光温度特性、光纤传感头上荧光信号与热辐射信号的相互干扰以及光纤温度传感器的系统结构和工作原理,给出了实验     

柱状ZnO阵列薄膜的生长及其发光特性

采用一种设备简单、原料低廉的新型方法，在镀有ZnO先驱薄膜的(0001)蓝宝石上利用水热 法制备出了柱状ZnO阵列薄膜.用扫描电镜(SEM)，X射线衍射(XRD)对样品的形貌和结构进行 了表征，结果显示ZnO薄膜为柱状阵列，基于蓝宝石衬底沿c轴择优生长，且(0004)摇摆曲线 半高宽度(FWHM)约为1.8°.此ZnO阵列薄膜具有很强的紫外发射光谱(PL). 关键词： 柱状ZnO阵列薄膜 水热法 (0001)蓝宝石 PL谱     

不同氧分压下直流反应溅射ZnO薄膜的结构和光学特性

在室温,不同氧分压条件下,采用Zn靶直流反应溅射在石英衬底上制备了具有纤锌矿结构(002)择优取向的ZnO薄膜。薄膜的生长速率随氧分压的增大而减小,在20%-30%之间存在一个拐点,在此点之前,溅射产额减小的速率很快,而在此点之后,溅射产额减小的速率减慢了很多,当氧分压在30%以上时,溅射过程中Zn的氧化在靶表面就已经完成。通过单振子模型分析了薄膜的光学特性,采用X射线衍射的方法对薄膜的晶粒尺寸和应力进行分析。研究结果表明在氧分压20%以上时,薄膜在可见光波段具有较好的光学透明性和很高的电阻率。薄膜的光学折射率、晶面间距和内部应力均随着氧分压的增大而增大。并从薄膜生长机理上给出了理论解释。     

Ni掺杂ZnO薄膜的结构与光学特性研究

使用射频磁控溅射法成功制备了不同掺杂浓度（0—7at.%）的ZnO:Ni薄膜.X射线衍射的θ-2θ和摇摆曲线扫描结果表明,5at.%Ni掺杂ZnO薄膜具有沿c轴方向最佳的择优取向生长特性,（002）衍射峰向大角度方向移动揭示了Ni杂质被掺入ZnO晶格中占据Zn位.ZnO:Ni薄膜具有较好的可见光透明特性,拟合发现薄膜的光学带隙随Ni掺杂量的增加由3.272 eV线性降低到3.253 eV.未掺杂薄膜在550 nm处呈现出一个绿色发光峰,掺入Ni杂质后薄膜主要表现了以430 nm为中心的蓝色发光,分析认为它们分别源于薄膜中O空位和Zn填隙缺陷发光. 关键词： ZnO:Ni薄膜 结构特性 光学带隙 光致发光     

磁控溅射制备ZnO薄膜及其声表面波特性

通过射频磁控溅射技术在GaAs，Au/GaAs，Si和玻璃基片上成功制备了ZnO多晶薄膜，利用X射线衍射对ZnO薄膜的取向、结晶性进行了表征，结果表明ZnO薄膜呈完全c轴取向，Au缓冲层可以有效地改善ZnO薄膜的晶体质量，X射线摇摆曲线结果表明ZnO(002)衍射峰的半高宽仅为2.41°，同时发现Au缓冲层的结晶质量对ZnO薄膜的c轴取向度有很大影响，通过扫描电子显微镜对ZnO/GaAs和ZnO/Au/GaAs薄膜的表面形貌进行了观测，利用网络分析仪对IDT/ZnO/GaAs薄膜的声表面波特性进行了测量. 关键词： ZnO薄膜 X射线衍射 声表面波     

Microstructure and optical properties of nitrogen-doped ZnO film

The nitrogen doping of ZnO film deposited by the magnetron sputtering method is subsequently realized by the hydrothermal synthesis method.The nitrogen-doped ZnO film is preferably(002) oriented.With the increase of hexamethylenetetramine(HMT) solution concentration,the average grain size of the film along the 002 direction almost immediately decreases and then monotonously increases,conversely,the lattice strain first increases and then decreases.The structural evolution of the film surface from compact and even to sparse and rough is attributed to the enhanced nitrogen doping content in the hydrothermal process.The transmission and photoluminescence properties of the film are closely related to grain size,lattice strain,and nitrogen-related defect arising from the enhanced nitrogen doping content with HMT concentration increasing.     

ZnO thin film on side polished optical fiber for gas sensing applications

In this work, thin ZnO films have been produced by pulsed laser deposition on side-polished fiber for optical gas sensor applications. The influence was investigated of the processing parameters, such as substrate temperature and oxygen pressure applied during deposition, on the sensitivity to ammonia of the sensing element. A shift of the spectral position of the resonance minimum to the longer wavelengths was observed at room temperature for the sample prepared at 150 °C substrate temperature and 20 Pa oxygen pressure. Spectral changes in the range 0.16-1.13 nm for NH₃ concentrations between 500 and 5000 ppm were also observed.     

Electrical conductivity and optical properties of ZnO nanostructured thin film

The electrical conductivity, structural and optical properties of ZnO nanostructured semiconductor thin film prepared by sol-gel spin coating method have been investigated. The X-ray diffraction result indicates that the ZnO film has the polycrystalline nature with average grain size of 28 nm. The optical transmittance spectrum indicates the average transmittance higher than 90% in visible region. The optical band gap, Urbach energy and optical constants (refractive index, extinction coefficient, real and imaginary parts of the dielectric constant) of the film were determined. The electrical conductivity of the film dependence of temperature was measured to identify the dominant conductivity mechanism. The conductivity mechanism of the film is the thermally activated band conduction. The electrical conductivity and optical results revealed that the ZnO film is an n-type nanostructured semiconductor with a direct band gap of about 3.30 eV at room temperature.     

氧化处理的蓝宝石基片上沉积的ZnO/MgO多量子阱的结构及光学性质研究

采用射频反应磁控溅射的方法,在经过氧化处理的Al₂O₃（0001）基片上制备了具有良好调制结构的ZnO/MgO多层膜量子阱.利用X射线反射率测量、X射线衍射分析、电子探针显微分析、原子力显微镜、透射光谱以及光致发光光谱等表征技术,研究了ZnO/MgO多量子阱的结构、表面形貌和光致发光等特性.XRD以及扫描的结果表明多层膜样品具有高c轴择优取向并且与蓝宝石基片有良好的外延关系.通过X射线反射率测量的结果得到多量子阱的调制周期,结合电子 关键词： ZnO/MgO 多量子阱 反应磁控溅射 变温光谱     

记录薄膜Te—In—Sb光学性质的研究

采用高频溅射方法制成Te-In-Sb系统的非晶态薄膜.系统的研究了不同组分薄膜的透射、反射谱,及其在结晶过程中的变化.用透射电镜研究了Te-In-Sb薄膜的结构和晶化过程.分析了组分对薄膜的吸收系数、介电常数、光学能隙等光学性质的影响.并由此综合评价了Te-In—Sb系统中比较适合作为光盘介质的组成.     

The effects of post-thermal annealing on the optical parameters of indium-doped ZnO thin films

Indium-doped ZnO thin films are deposited on quartz glass slides by RF magnetron sputtering at ambient temper- ature. The as-deposited films are annealed at different temperatures from 400 C to 800 C in air for 1 h. Transmittance spectra are used to determine the optical parameters and the thicknesses of the films before and after annealing using a nonlinear programming method, and the effects of the annealing temperatures on the optical parameters and the thickness are investigated. The optical band gap is determined from the absorption coefficient. The calculated results show that the film thickness and optical parameters both increase first and then decrease with increasing annealing temperature from 400 C to 800 C. The band gap of the as-deposited ZnO:In thin film is 3.28 eV, and it decreases to 3.17 eV after annealing at 400 C. Then the band gap increases from 3.17 eV to 3.23 eV with increasing annealing temperature from 400 C to 800 C.     

生长温度对磁控溅射ZnO薄膜的结晶特性和光学性能的影响

采用反应射频磁控溅射方法，在Si (100) 基片上制备了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜.利用 原子力显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射分析、拉曼光谱等表征技术，研究了沉积温度 对ZnO薄膜的表面形貌、晶粒尺度、应力状态等结晶性能的影响；通过沉积温度对透射光谱 和光致荧光光谱的影响，探讨了ZnO薄膜的结晶特性与光学性能之间的关系.研究结果显示， 在室温至500℃的范围内，ZnO薄膜的晶粒尺寸随沉积温度的增加而增加，在沉积温度为500 ℃时达到最大；当沉积温度为750℃时，ZnO薄膜的晶粒尺度有所减小；在室温至750℃的范 围内，薄膜中ZnO晶粒与Si基体之间均存在着相对固定的外延关系；在沉积温度低于500℃时 ，制备的ZnO薄膜处于压应变状态，而750℃时沉积的薄膜表现为张应变状态.沉积温度的不 同导致ZnO薄膜的折射率、消光系数、光学禁带宽度以及光致荧光特性的变化，沉积温度对 紫外光致荧光特性起着决定性的作用.此外，探讨了影响薄膜近紫外光致荧光发射的可能因 素. 关键词： ZnO薄膜 表面形貌 微观结构 光学常数     

ZnO：Sb薄膜的光致发光及拉曼特性研究

利用射频磁控溅射法（MS．RF）在玻璃基片上制备了不同掺杂浓度的ZnO：Sb薄膜．借助X射线衍射仪（XRD）、透射光谱、光致发光谱（PL）和拉曼散射光谱（Raman）等手段研究了Sb掺杂浓度对ZnO薄膜的微结构、光致发光和拉曼特性的影响．结果表明：所有样品均呈现ZnO六角纤锌矿结构且具有高度C轴择优取向;在Sb掺杂ZnO薄膜的拉曼光谱中观察到位于532cm^-1的振动模式,结合XRD分析认为此峰归因于Sb替代Zn位且与0成键的局域振动模式（LVMSb--O）;光致发光谱测试发现,仅在ZnO：Sb薄膜中观察到位于3．11eV附近的紫光发射峰,结合拉曼光谱分析认为此峰与XbZn-O复合体缺陷相关．     

蓝宝石R面上ZnO薄膜的NH3掺杂研究

以NH₃为掺杂源,利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)系统在蓝宝石R面上生长出掺氮ZnO薄膜。通过XRD,SEM测量优化了其生长参数,在610℃和在80sccm的NH₃流量下生长出了〈1120〉单一取向的ZnO薄膜。经Hall电阻率测量,得知该薄膜呈现弱p型或高电阻率,并对其光电子能谱进行了研究。