Cu摻雜ZnO薄膜的制備及光學(xué)性能研究.pdf

1、ZnO是一種II-VI族直接帶隙寬帶半導(dǎo)體,室溫禁帶寬度約為3.37eV,激子束縛能高達(dá)60meV。在大氣條件下,ZnO具有六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)。作為新一代的寬帶半導(dǎo)體材料,ZnO具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)及壓電特性,在發(fā)光二極管、光探測器、電致熒光器件、透明導(dǎo)電薄膜、表面聲波器等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
　　本文采用射頻磁控濺射方法在玻璃和硅(100)襯底上制備了不同氧分壓的Cu摻雜ZnO(ZnO:Cu)薄膜。利用X射線衍射(XRD)、原子

2、力顯微鏡(AFM)和光致熒光發(fā)光(PL)等表征技術(shù),研究了襯底和氧分壓對ZnO:Cu薄膜的結(jié)晶性能和光學(xué)特性的影響。從而為ZnO薄膜的應(yīng)用提供一些實驗數(shù)據(jù)和理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:
　　1、在研究Si襯底,氧分壓對ZnO:Cu薄膜結(jié)構(gòu)特性的影響中發(fā)現(xiàn):隨著氧分壓的增加,薄膜的(002)衍射峰先增強(qiáng)后減弱,表明氧分壓可以影響ZnO:Cu薄膜的結(jié)晶取向。并且薄膜的壓應(yīng)力隨著氧分壓的增加,先增加后減小。
　　2、通過紫外分光光

3、度計對樣品室溫光致發(fā)光特性的研究,我們觀察到一個紫光峰、兩個藍(lán)光峰和一個綠光峰。分析表明,峰位在401nm的紫光峰與表面帶隙有關(guān);峰位在449nm和484nm的藍(lán)光發(fā)光峰可能與電子從Zni到價帶頂之間的躍遷和電子從Zni到VZn之間的躍遷有關(guān);峰位在530nm附近的綠光峰可能與氧空位有關(guān)。
　　3、對比研究了在玻璃沉底和硅襯底上氧分壓對ZnO:Cu薄膜的結(jié)晶性能和光學(xué)特性的影響。結(jié)果顯示薄膜沉積在Si襯底上比玻璃襯底上有更好c軸擇