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文檔簡(jiǎn)介
1、本研究用 ZnO陶瓷靶、Mg金屬靶,采用直流和射頻共同濺射的方法制備MgxZn1-xO薄膜。制備出不同Mg含量、不同襯底、不同生長(zhǎng)溫度的MgxZn1-xO薄膜樣品,并對(duì)部分樣品進(jìn)行真空和O2環(huán)境中的不同溫度的退火處理。
通過(guò)X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線能譜儀(EDX)、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)等儀器獲得數(shù)據(jù),對(duì) MgxZn1-xO薄膜樣品進(jìn)行表征和分析,對(duì)不同Mg含量、不同襯底、不同生長(zhǎng)溫度以及退火對(duì)薄膜
2、結(jié)構(gòu)特性、光學(xué)特性的影響進(jìn)行討論。
研究結(jié)果表明: MgxZn1-xO薄膜樣品具有良好的c軸擇優(yōu)取向,伴隨Mg摻雜量的增多,薄膜樣品的結(jié)晶質(zhì)量提高,吸收邊藍(lán)移,帶隙增大。藍(lán)寶石襯底與薄膜間的晶格失配較小,更有利于薄膜的生長(zhǎng)。100℃下制備的樣品結(jié)晶質(zhì)量較好,生長(zhǎng)溫度為400℃和100℃時(shí),薄膜樣品對(duì)應(yīng)的光學(xué)帶隙分別為3.36 eV和3.25 eV。根據(jù)透射Z掃描數(shù)據(jù)分析到MgxZn1-xO薄膜具有反飽和吸收特性,并且隨著Mg含
3、量的增多,樣品的三階非線性極化率也隨之增大。
隨著退火溫度逐漸升高,MgxZn1-xO的(002)衍射峰增強(qiáng),衍射峰向大角度方向移動(dòng),樣品的晶粒大小趨于均勻,吸收邊藍(lán)移。但當(dāng)退火溫度繼續(xù)升高時(shí),由于較大的熱失配引起的應(yīng)力作用致使MgxZn1-xO的(002)衍射峰變?nèi)?,薄膜中出現(xiàn)了尺寸較大的顆粒和一些細(xì)小空隙,薄膜質(zhì)量變差。引入O2退火,薄膜中的氧空位缺陷得到改善,結(jié)晶質(zhì)量有所提高。本文的制備方法下,O2氣氛中退火500℃的樣
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