分子束外延法在Sapphire衬底上生长的Zn1－xMgxO薄膜折射率及厚度的测试

利用偏振光椭圆率测量仪对分子束外延(MBE)法在Sapphire衬底上生长的Zn_1-xMg_xO 薄膜的薄膜折射率和厚度进行了测试. 结合ICP法测得的薄膜中的Mg组成量，经数值拟合，导出表征薄膜厚度与薄膜生长条件、薄膜折射率与薄膜中的Mg组成量之间关系的曲线，为MBE法在Sapphire衬底上生长Zn_1-xMg_xO 薄膜时控制薄膜厚度以及在制作Zn_1-xMg_xO 薄膜的波导时控制薄膜的折射率提供了理论依据. 关键词： ZnMgO薄膜 偏振光椭圆率测量仪 折射率 分子束外延(MBE)     

利用ICP法测定ZnMgO薄膜的Mg组分

利用电感耦合等离子体(ICP)装置对分子束外延(MBE)法在Sapphire衬底上生长的Zn_1-xMg_xO薄膜的Mg组分进行了测试. 经理论分析，得到使用1次和2次检量式所确定的Zn_1-xMg_xO薄膜中的Mg组分的差异. 将采用1次检量式的ICP测定与EPMA测定结果进行对照，表明当Mg组分x≤0.5时二者的测试结果相当一致，由此证明ICP测试结果的正确性. 关键词： ZnMgO薄膜 Mg组分 分子束外延(MBE) 电感耦合等离子体(ICP)     

硅衬底上Zn1-xMgxO薄膜的结构与光学性质

采用脉冲激光法（PLD）在Si衬底上沉积Zn1-xMgxO薄膜.x射线衍射(XRD)表明薄膜为c轴取向，（002）峰的半高宽仅为0.211°，且没有MgO的相偏析.透射电子显微镜可以清楚看到Zn1-xMgxO薄膜的c轴择优取向.在选区电子衍射图中可以看到Zn1-xMgxO结晶薄膜整齐的衍射斑点.室温下对Zn1-xMgxO薄膜进行了光致荧光光谱分析，发现其带边发射峰相对ZnO晶体有0.4eV的蓝移，带边发射峰与杂质发射峰的强度之比高达159.Zn1-xMgxO结晶薄膜质量良好，显示了应用于光电器件的潜力. 关键词： Zn1-xMgxO合金薄膜 硅衬底 脉冲激光沉积法 c轴取向 光致荧光光谱     

制备工艺对Zn1-xMgxO薄膜结构及光学性能的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)方法在单晶Si(100)衬底上沿c轴方向生长单晶Zn1-xMgxO薄膜,通过X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱(PL)研究了膜厚、Mg含量、退火温度及氧气氛等制备工艺对Zn1-xMgxO薄膜的结构、形貌和光学性质的影响.实验结果表明,Mg含量x≤0.15时, Zn1-xMgxO保持六角纤锌矿结构,0.25≤x≤0.35时为立方结构,经过600℃退火之后,Zn0.75Mg0.25O转化为六角纤锌矿结构;后续退火有利于晶粒长大,一定的氧气氛也有利于减少晶体缺陷和薄膜的c轴应力,但是过量的氧气容易与Mg元素结合形成MgO,不利于ZnO 六角纤锌矿结构的生长.对Zn0.925Mg0.075O薄膜进行荧光光谱分析,分析结果表明缺陷发光峰主要与锌空位、锌位氧(Ozn)或氧间隙(Oi)等缺陷有关,退火可以使紫外发射峰蓝移.     

Zn1-xMgxO薄膜的光致发光特性研究

采用脉冲激光沉积方法在单晶Si(100)衬底上制备出c轴取向的Zn1-xMgxO单晶薄膜,通过荧光光谱仪研究了薄膜的光致发光特性.实验结果表明,Mg含量增加,Zn1-xMgxO单晶薄膜的紫外发光峰蓝移,发光峰强度减弱,缺陷发光强度增强.同时发现,由于Mg的掺杂,引入了一些束缚能较大的局域束缚态.对于氧气氛下制备的样品,实验发现紫外峰和绿光带发光峰同时增强,但是R值减小,紫外峰红移.对绿光发光机理研究发现,绿光发光带主要与锌空位、氧间隙(Oi)或锌位氧(OZn)等缺陷有关,它是由多个缺陷发光峰组成,各缺陷发光峰强度相对变化导致了绿光发光带的整体移动.     

衬底温度对PLD法生长的Mg0.05Zn0.95O薄膜结构和发光特性的影响

用脉冲激光沉积(PLD)法在不同温度的Si(111衬底上成功制备了c轴择优取向的Mg0.05Zn0.95O薄膜.通过X射线衍射(XRD)和光致发光谱(PL)研究了衬底温度对Mg0.05Zn0.95O薄膜结构和发光特性的影响,探讨了膜的结晶质量与发光特性之间的关系.结果表明,在衬底温度为450℃时生长的Mg0.05Zn0.95O薄膜具有很好的轴取向和较强的光致发光峰.室温下分别用激发波长为240,300和325nm的氙灯作为激发光源得到不同样品的PL谱,分析表明紫外发光峰和紫峰来源于自由激子的复合辐射且发光强度与薄膜的结晶质量密切相关,蓝绿发光峰与氧空位有关.此外,探讨了衬底温度影响紫外光致发光峰红移和蓝移的可能机理.     

HgCdTe外延薄膜临界厚度的理论分析

基于在任意坐标系内应力与应变的关系、晶体弹性理论和位错滑移理论，研究了生长方向分别为［111］和［211］晶向，HgCdTe外延薄膜临界厚度与CdZnTe衬底中Zn组分和HgCdTe外延层中Cd组分的关系. 结果表明，HgCdTe外延薄膜临界厚度依赖于CdZnTe衬底中Zn组分和HgCdTe外延层中Cd组分的变化. 对于厚度为10μm，生长方向为［111］晶向的液相外延HgCdTe薄膜，要确保HgCdTe/CdZnTe无界面失配位错的前提条件，是CdZnTe衬底中Zn组分和HgCdTe外延层中Cd组分的波动必须分别在±0.225‰和±5‰范围内；而对于相同厚度，生长方向为［211］晶向的分子束外延HgCdTe薄膜，CdZnTe衬底中Zn组分和HgCdTe外延层中Cd组分的波动范围分别为±0.2‰和±4‰. 关键词： HgCdTe/CdZnTe 临界厚度 位错滑移理论 失配位错     

镁含量和热处理对Zn1-xMgxO薄膜结构和发光性能的影响

采用溶胶-凝胶工艺在玻璃衬底上制备了Zn1-xMgxO(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7)薄膜.X射线衍射谱(XRD)测试结果发现,在0.1相似文献   

椭偏精确测定透明衬底上吸收薄膜的厚度及光学常数

椭偏仪难以精确测量透明衬底上吸收薄膜光学常数的原因:1)衬底的背面反射光为非相干光, 它的存在会极大的增加拟合难度; 2)衬底光学常数(折射率和消光系数)的差异会影响测量的准确性, 而且会在吸收薄膜的光学常数中表现出来, 需要单独测量其光学常数; 3)厚度与光学常数之间呈现强烈的关联性. 针对以上三个问题, 选择石英玻璃、载玻片、盖玻片和普通浮法玻璃作为研究对象. 采用折射率匹配法消除上述衬底背面反射光的影响. 结果显示, 折射率匹配法能够有效消除折射率在1.43-1.64、波长范围为190-1700 nm波段的石英、浮法玻璃等透明衬底的背面反射光. 之后, 通过拟合椭偏参数ψ和垂直入射时的透过率T₀ 分别得到以上衬底的折射率和消光系数. 拟合得到的结果与文献报道的趋势一致. 最后, 采用椭偏参数和透过率同时拟合的方法(SE+T法)得到类金刚石薄膜(沉积在石英玻璃上)和非晶硅薄膜(沉积在载玻片、盖玻片上)光学常数和厚度的准确解.     

梯度组分缓冲层诱导的单一立方相Mg_(0.3)Zn_(0.7)O薄膜外延生长

为了实现MgZnO合金带隙全跨度调制,利用低压MOCVD设备,在c面蓝宝石衬底上采用MgO籽晶层和组分渐变缓冲层控制立方相MgxZn1-xO薄膜的生长,获得了Zn组分达到0.7的单一立方相MgxZn1-xO薄膜,把MgZnO合金带隙调制范围从MgO一侧扩展到了4.45 eV,覆盖了整个日盲紫外波段。对比实验分析表明,这种高Zn组分立方相MgZnO薄膜的生长得益于缓冲层晶格模板的结构诱导作用和适宜的生长温度(350~400℃)。Mg0.3Zn0.7O基MSM结构紫外探测器响应峰位于270 nm,截止波长295 nm。