自催化方式制备ZnO纳米线及光致发光特性

采用化学气相沉积法,不用催化剂,在Si(111)基片上制备了ZnO纳米线。扫描电子显微镜(SEM)表征发现ZnO纳米线的直径在100nm左右。X射线衍射(XRD)图谱上只存在ZnO的(002)衍射峰。室温下光致发光谱(PL)中出现了389nm和357nm的紫外峰以及五个蓝光峰(450,468,474,481和491nm)。389nm峰为自由激子复合发射357nm峰是在LO声子的参与下,自由载流子碰撞形成自由激子过程的发光行为;468nm峰系电子从氧空位形成的浅施主能级向价带跃迁发光;450nm峰系电子从导带向锌空位形成的浅受主能级跃迁发光;474,481和491nm峰是声子伴线。     

纳米ZnO光学性质研究进展

介绍了纳米ZnO常见发光谱的发光机制。在室温光致发光谱(PL)中,一般在380 nm处出现紫外发光,也有报道在357和377 nm处的紫外发光,列举了几种不同的发光解释。对于深能级发光,一般在400～550 nm出现连续的发光带,也有观察到深能级的声子伴线和声子复制现象。在低温光致发光谱的紫外发射中,一般观察到由自由激子发射(FX)、中性施主束缚激子发射(D0X)、施主-受主对跃迁峰(DAP)、中性施主束缚激子对应的双电子卫星峰(TES)以及声子伴线。综述了纳米ZnO的喇曼光谱、透射光谱、电致发光谱(EL)的特征,最后展望了纳米ZnO的光学性能研究前景。     

硅基ZnO光电导紫外传感器的制备与性能表征

通过控制氩氧气体体积流量比,在单晶硅片上通过磁控溅射的方法制得c轴择优取向的ZnO薄膜,其(002)衍射峰的半高宽仅为0.3°,ZnO薄膜的常温光致发光光谱仅有一个发光峰位于3.17 eV,是ZnO受主缺陷的三阶声子伴线发光峰(FXA-3LO),该峰的出现也说明了ZnO薄膜具有较高的纯度和晶体质量,ZnO薄膜电阻率为1...     

退火对MOCVD法生长ZnO薄膜性能的影响

采用MOCVD方法在(001)Si衬底上生长ZnO薄膜,并在空气中800℃退火1 h.生长及退火样品的XRD图谱均显示了较强的(002)ZnO衍射峰,表明ZnO薄膜为c轴高取向生长.光电子能谱(XPS)分析显示,退火后ZnO薄膜从富Zn生长变为富O生长.在样品的室温PL 谱中,观察到未退火样品的紫外发射峰的中心为3.28 eV,并观察到退火样品位于3.30 eV的自由激子发射峰和位于3.23 eV的施主-受主对的复合发光峰.实验结果表明,退火后ZnO薄膜的晶体质量得到提高.     

高纯度砷化镓残留受主BA、DA峰的电子声子耦合

研究了高纯度LPE-GaAs和VPE-GaAs 在4.2K的光致发光谱.观测到1.44—1.46eV范围内有若干发射峰,它们是残留受主的BA、DA峰的一级声子伴线.由光致发光谱测定了GaAs中纵光学声子能量约为36meV.用一级声子线强度与零级声子线强度之比值定出了C_(As)、Si_(As)和Ge_(As)的s值.实验结果表明在高纯度GaAs中,对于同一种受主杂质,BA峰的s值大于DA峰的s值.     

自然掺杂及N-Al共掺杂ZnO薄膜的发光特性

采用螺旋波等离子体辅助溅射技术制备了自然掺杂及N-Al共掺杂ZnO薄膜,对两种不同类型掺杂薄膜的低温光致发光(PL)特性进行了研究。实验结果表明,二者均呈现出了较强的与受主能级相关的发光特征,自然掺杂薄膜的光致发光谱在404.0 nm处出现了由于锌空位产生的近带边发光,N-Al共掺杂薄膜的光致发光谱在383.0 nm处出现了N作为受主的施主-受主对(DAP)跃迁发光。两种薄膜的发光特性比较分析表明,N-Al共掺杂技术能够有效提高N的固溶度,N受主能级密度增加使薄膜表现出较强的施主-受主对跃迁发光,表明该技术为实现p型ZnO薄膜制备的有效方法。     

氧分压对PLD法生长Si(111)基ZnO薄膜性能的影响

在不同氧分压下用脉冲激光沉积(PLD)法在n型硅(111)衬底上生长ZnO薄膜。通过对其进行XRD、傅里叶红外吸收(FTIR)和光致发光谱(PL)的测量,研究了氧分压对PLD法制备的ZnO薄膜的结晶质量和发光性质的影响。XRD显示,氧分压为6.50Pa时可以得到结晶质量最佳的ZnO薄膜。PL谱显示,当氧分压由0.13Pa上升至6.50Pa时,位于380nm附近的主发光峰的强度最大。当氧分压进一步上升至13.00Pa时,主发光峰减弱,与氧空位有关的发光峰消失,显示出ZnO薄膜的PL谱和氧分压的大小密切相关。     

900℃空气退火对L-MBE生长的ZnO薄膜发光特性的影响

采用激光分子束外延法在蓝宝石衬底(0001)上生长了高度c轴择优取向的高质量ZnO薄膜,在空气中对生长的薄膜进行900℃退火处理,并对退火前后样品的结晶质量、发光特性采用X射线衍射(XRD)、变温光致发光(PL)研究.退火处理后的ZnO薄膜(0002)面XRDθ-2θ扫描曲线强度明显增强.在光致发光实验中,观测到薄膜分别在3.352,3.309和3.237eV附近有3个明显的近紫外发光峰,分别对应自由激子发射、中性施主或受主束缚激子I9及其声子伴线1Lo.随着温度升高,峰位逐渐向长波方向移动(即所谓"红移"),半高宽(FWHM)逐渐展宽;在发光谱中,来自于晶体缺陷的深能级(DL)区发光强度极小.     

900℃空气退火对L-MBE生长的ZnO薄膜发光特性的影响

采用激光分子束外延法在蓝宝石衬底(0001)上生长了高度c轴择优取向的高质量ZnO薄膜,在空气中对生长的薄膜进行900℃退火处理,并对退火前后样品的结晶质量、发光特性采用X射线衍射(XRD)、变温光致发光(PL)研究.退火处理后的ZnO薄膜(0002)面XRDθ-2θ扫描曲线强度明显增强.在光致发光实验中,观测到薄膜分别在3.352,3.309和3.237eV附近有3个明显的近紫外发光峰,分别对应自由激子发射、中性施主或受主束缚激子I9及其声子伴线1Lo.随着温度升高,峰位逐渐向长波方向移动(即所谓"红移"),半高宽(FWHM)逐渐展宽;在发光谱中,来自于晶体缺陷的深能级(DL)区发光强度极小.     

N掺杂p型MgZnO薄膜的制备与性能研究

利用磁控溅射设备,Mg0.04Zn0.96O陶瓷靶材,以高纯的氮气与氩气混合气体作为溅射气体,在石英衬底上沉积获得了N掺杂p型Mg0.07Zn0.93O薄膜,薄膜的电阻率为21.47Ω·cm,载流子浓度为8.38×1016 cm-3,迁移率为3.45cm2/(V·s)。研究了该薄膜的结构与光学性能。实验结果显示,其拉曼光谱中出现了位于272和642cm-1左右与NO相关的振动模。低温光致发光光谱中,可以观察到位于3.201,3.384和3.469eV的3个发光峰,其中位于3.384eV的发光峰归因为导带电子到缺陷能级的复合发光,而位于3.469eV的发光峰归因为受主束缚激子(A0X)的辐射复合,这说明该N掺杂MgZnO薄膜的空穴载流子主要来自NO受主的贡献。     

MOCVD法制备磷掺杂p型ZnO薄膜

利用金属有机化学气相沉积方法在玻璃衬底上生长了掺磷的p型ZnO薄膜.实验采用二乙基锌作为锌源,高纯氧气和五氧化二磷粉末分别作为氧源及磷掺杂源.实验表明:生长温度为400～450℃时获得了p型ZnO薄膜,而且在420℃时,其电学性能最好,空穴浓度为1.61×1018cm-3,电阻率为4.64Ω·cm,迁移率为0.838cm2/(V·s).霍尔测试和低温光致发光谱证实了该ZnO薄膜的p型导电特性,并观察到薄膜位于3.354eV与中性受主束缚激子相关的发射峰.     

MOCVD法制备磷掺杂p型ZnO薄膜

利用金属有机化学气相沉积方法在玻璃衬底上生长了掺磷的p型ZnO薄膜.实验采用二乙基锌作为锌源,高纯氧气和五氧化二磷粉末分别作为氧源及磷掺杂源.实验表明:生长温度为400～450℃时获得了p型ZnO薄膜,而且在420℃时,其电学性能最好,空穴浓度为1.61×1018cm-3,电阻率为4.64Ω·cm,迁移率为0.838cm2/(V·s).霍尔测试和低温光致发光谱证实了该ZnO薄膜的p型导电特性,并观察到薄膜位于3.354eV与中性受主束缚激子相关的发射峰.     

Eu3+,Li+共掺杂ZnO薄膜结构与发光性质的研究

为了研究Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜结构与发光性质,采用脉冲激光沉积方法在P型单晶Si（111）衬底上制备了Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜,其中,Eu3+作为发光中心,而Li+作为低价电荷的补偿离子和发光敏化剂。分别对样品进行了X射线衍射谱测试和光致发光谱分析。得出的数据中X射线衍射谱显示,Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜具有c轴择优取向,X射线衍射谱中除ZnO晶向以外没有出现其它结晶峰;Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜的光致发光谱与ZnO纯晶体薄膜的发射光谱基本相似,但是掺杂ZnO薄膜的紫外发光峰却出现红移现象,峰值位于382nm处,且发光峰也不尖锐。当以395nm的激发光照射样品时,在光致发光光谱中观察到了稀土Eu3+在594nm,613nm附近的特征发光峰。结果表明,掺杂元素Eu3+,Li+均已进入到ZnO晶格中,形成了以Eu3+为发光中心的ZnO纤锌矿结构。     

MOCVD生长的GaN膜的光学性质研究

本文报道（0001）晶向蓝宝石衬底上金属有机化学气相淀积（MOCVD）方法生长的单晶六角GaN薄膜室温光学性质．由光吸收谱和488umAr+激光激发的光调制反射光谱（PR）确定的禁带宽度分别为3．39和3．400eV，从光吸收谱得到了GaN薄膜的折射率随光谱能量的变化关系．对PR谱的调制机理进行的分析，发现信号来自缺陷作用下的表面电场调制．应用喇曼光谱研究了GaN薄膜中的声子模，通过对LO声子-等离激元的耦合模散射峰的研究，得到了材料中的载流子浓度和等离激元阻尼常数．     

掺氮ZnSe外延层的光致发光研究

报导了掺氮ＺｎＳｅ外延层的光致发光,研究了与氮受主有关的发光峰随温度和激发强度的变化关系．１０Ｋ下施主－受主对发光峰随激发强度的增加向高能方向移动,且峰强呈现饱和趋势．在１０～３００Ｋ温度范围光致发光谱表明,随着温度增加,由于激子在受主束缚激子态和施主束缚激子态之间转移,施主束缚激子发光峰强度相对受主束缚激子发光峰强度增加     

Al掺杂ZnO薄膜的表面形貌和光学性质

用原子力显微镜、紫外-可见分光光度计和荧光光谱仪观察采用溶胶-凝胶法制备的Al掺杂ZnO薄膜的表面形貌、透射光谱和光致发光谱.结果表明,Al掺杂量为0.5at 9/6的ZnO薄膜经550℃退火处理后,粗糙度为1.817,Al掺杂量为1.0at%的ZnO薄膜经600℃退火处理后,粗糙度增大到4.625.样品在可见光范围内的平均透过率均大于80%.当激发波长为325 nm时,在397 nm(3.13 eV)附近出现紫外发光峰;当激发波长为360 nm时,在443 nm(2.80 eV)附近出现蓝色发光峰.探讨了样品的蓝光发光机制.     

溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜及表征

采用溶胶-凝胶法在石英玻璃衬底上使用旋转涂覆技术生长了ZnO薄膜.对薄膜的XRD分析表明ZnO薄膜为纤锌矿结构并沿c轴取向生长.透射光谱表明薄膜的禁带宽度为3.28eV,与ZnO体材料的禁带宽度3.30eV基本相同.用光致发光谱分析了经过500～700℃热处理获得的ZnO薄膜,结果表明ZnO薄膜在室温下有较强的紫外带边发射,但当热处理温度高于700℃时,可见光波段发射明显增加.     

Ge覆盖多孔硅结构的桔绿光发射

使用514.5nm Ar+激光检测了Ge覆盖多孔硅结构的光致发光谱(PL),观察到峰位2.25eV,半峰宽约0.1eV的一个新的桔绿发光峰.随着覆盖Ge薄膜的加厚,这个桔绿发光峰的峰位保持不变,但发光强度显著下降.实验和分析结果表明,该桔绿发光峰源于多孔硅和嵌于其孔中的Ge纳米晶粒两者界面中的Ge相关缺陷.     

GaN基PIN紫外探测器的质子辐照效应

制备了GaN基PIN结构紫外探测器.用能量为2MeV的质子对器件依次进行注量为5×1014 cm-2和2×1O15 cm-2的辐照.通过测量辐照前后器件的Ⅰ-Ⅴ曲线和光谱响应曲线,讨论了不同注量的质子辐照对GaN基紫外探测器件性能的影响.Ⅰ-Ⅴ特性表明,辐照使器件的反向暗电流增大,正向开启电流减小,并减小了器件的响应率,使峰值响应波长向短波方向稍有移动.为分析器件的辐照失效机理,研究了质子辐照对GaN材料的拉曼散射谱(Raman谱)和光致发光谱(PL谱)的影响.拉曼散射谱表明,A1(LO)模式随辐照注量向低频移动,通过拟合A1(LO)谱形,得到辐照使材料的载流子浓度降低的结果.PL谱表明,辐照使主发光峰和黄光峰强度降低,并出现一些新的发光峰,分析认为这是由于辐照引起了N空位缺陷和其他一些缺陷的亚稳态造成.     

GaN基PIN紫外探测器的质子辐照效应

摘要：制备了GaN基PIN结构紫外探测器。用能量为2MeV的质子对器件依次进行注量为5×1014cm-2和2×1015cm-2的辐照。通过测量辐照前后器件的I-V曲线和光谱响应曲线，讨论了不同注量的质子辐照对GaN基紫外探测器件性能的影响。I-V特性表明，辐照使器件的反向暗电流增大，正向开启电流减小，并减小了器件的响应率，使峰值响应波长向短波方向稍有移动。为分析器件的辐照失效机理，研究了质子辐照对GaN材料的拉曼散射谱(Raman谱)和光致发光谱(PL谱)的影响。拉曼散射谱表明，A1(LO)模式随辐照注量向低频移动，通过拟合A1(LO)谱形，得到辐照使材料的载流子浓度降低的结果。PL谱表明，辐照使主发光峰和黄光峰强度降低，并出现一些新的发光峰，分析认为这是由于辐照引起了N空位缺陷和其他一些缺陷的亚稳态造成。