γ-LiAlO2上非极性ZnO薄膜制备及其光谱性质研究

利用激光脉冲沉积(PLD)技术在(302)γ-LiAlO₂衬底上成功生长了非极性的a面(1120) ZnO薄膜. 衬底温度为350℃时，薄膜是混合取向(a向和c向)，以c面ZnO为主，且晶粒尺寸分布很宽；提高温度达500℃，薄膜变为单一的(1120)取向，摇摆曲线半高宽0.65°，晶粒尺寸分布趋窄，利用偏振透射谱可以明显看出其面内的各向异性. 衬底温度650℃下制备的样品晶粒继续长大，虽然摇摆曲线半高宽变大，但光致发光谱(PL)带边发射峰半高宽仅为105meV，比在350℃，500℃下制备的样品小1/5. 关键词： 非极性ZnO 2')" href="#">γ-LiAlO₂ PLD 透射谱     

γ-LiAlO2上a面ZnO薄膜的光谱特性研究

利用激光脉冲沉积(PLD)技术在(302)γ-LiAlO₂衬底上成功生长了非极性的a面(1120)ZnO薄膜,光致发光谱(PL)带边发射峰半峰宽仅为115meV.研究了非极性ZnO薄膜光谱特性的面内各向异性,发现随着入射光偏振方向改变,在偏振透射光谱上,吸收边移动了20meV,这与A、B激子和C激子的能量差一致;而在拉曼光谱上,激发光偏振方向的改变导致E₂模式的强度发生明显改变. 关键词： 非极性ZnO 2')" href="#">γ-LiAlO₂ PLD     

γ-LiAlO2上a面ZnO薄膜的光谱特性研究

利用激光脉冲沉积(PLD)技术在(302)γ-LIAlO2衬底上成功生长了非极性的a面(1120)ZnO薄膜,光致发光谱(P1)带边发射峰半峰宽仅为115 meV.研究了非极性ZnO薄膜光谱特性的面内各向异性,发现随着入射光偏振方向改变,在偏振透射光谱上,吸收边移动了20 meV,这与A、B激子和C激子的能量差一致;而在拉曼光谱上,激发光偏振方向的改变导致E2模式的强度发生明显改变.     

γ-LiAlO2晶体生长、改性和热学性质研究

采用快速提拉法生长出了透明、完整的γ-LiAlO2晶体,但是晶体的高熔点和易挥发性限制了γ-LiAlO2晶体质量.采用气相传输平衡法(vapor transport equilibration technique,VTE)工艺对晶体改性,半高宽(FWHM)值从116.9arcsec降至44.2arcsec,继续升高VTE处理温度至1300℃,FWHM值反而升高至55.2arcsec.快速提拉法生长出来晶体,[100]方向和[001]方向的热膨胀系数分别为17.2398×10-6/K,10.7664×10-6/K.经过三步VTE处理后[100]和[001]方向热膨胀系数降至16.6539×10-6/K和10.1784×10-6/K.     

γ-LiAlO2上a面ZnO薄膜的光谱特性研究

利用激光脉冲沉积(PLD)技术在(302)γ-LiAlO₂衬底上成功生长了非极性的a面(1120)ZnO薄膜，光致发光谱(PL)带边发射峰半峰宽仅为115meV.研究了非极性ZnO薄膜光谱特性的面内各向异性，发现随着入射光偏振方向改变，在偏振透射光谱上，吸收边移动了20meV，这与A、B激子和C激子的能量差一致；而在拉曼光谱上，激发光偏振方向的改变导致E₂模式的强度发生明显改变.     

衬底温度对非极性ZnO薄膜结晶性能和发光特性的影响

采用金属有机化学汽相沉积(MOCVD)设备在LiGaO2(100)衬底上制备了结晶性能良好的非极性ZnO薄膜.研究了衬底温度对ZnO薄膜结晶性能的影响.X射线衍射(XRD)分析结果表明在衬底温度为500℃时可以获得高质量的(1100)晶面取向的非极性ZnO薄膜.采用原子力显微镜(AFM)观察ZnO薄膜的表面形貌及晶体尺...     

γ-LiAlO2晶体生长、改性和热学性质研究

采用快速提拉法生长出了透明、完整的γ-LiAlO₂晶体，但是晶体的高熔点和易 挥发性限制了γ-LiAlO₂晶体质量.采用气相传输平衡法（vapor transport equilibra tion technique,VTE）工艺对晶体改性，半高宽（FWHM）值从1169arcsec降至442arcsec，继续升高VTE处理温度至1300℃，FWHM值反而升高至552arcsec.快速提拉法生长出来晶体，100］方向和［001］方向的热膨胀系数分别为172398×10^-6/K，107 664×10^-6/K.经过三步VTE处理后［100］和［001］方向热膨胀系数降至16 6539×10^-6/K和101784×10^-6/K. 关键词： 2')" href="#">γ-LiAlO₂ 气相传输平衡法 热膨胀系数     

ZnO薄膜的特殊光谱性质及其机理

以同步辐射真空紫外光(195nm)为激发源,在低温下观察到Si基衬底上ZnO薄膜的发光有三种紫外发射,其峰值波长分别为380,369．5,290nm。它们各自具有不同的衰减时间和不同的温度依赖关系,但其激发谱相同。强激发带不在近紫外区,而在真空紫外区(100～200nm),可能源于ZnO的下价带(Zn3d组态)电子的激发。对三种紫外发射的来源作了分析讨论。     

Mn-Na共掺ZnO非极性薄膜的结构及其光电磁性能研究

非极性方向生长的ZnO基多量子阱消除了量子限域Stark效应, 可以提高光电器件的发光效率. 据此我们采用脉冲激光沉积方法(PLD)在r面蓝宝石衬底上生长了高质量的a面(1120)单一取向非极性Zn(Mn,Na)O薄膜. X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、Hall测试、X射线光电子能谱(XPS)等测试结果表明: 衬底温度和生长气压对Zn(Mn,Na)O薄膜的非极性生长影响很大, 在600℃和0.02 Pa条件下实现了Mn-Na共掺, 得到了高结晶质量并具有良好光电性能的非极性Zn(Mn,Na)O薄膜. 此外, 我们还利用超导量子干涉仪(SQUID)研究了Zn(Mn,Na)O薄膜的生长取向对其室温铁磁性能的影响规律, 并对引起磁性变化的机理进行了讨论.     

ZnO2与其热分解所得的ZnO粉末的拉曼光谱研究

利用ZnO2热分解方法制备的ZnO粉末的拉曼光谱,通过分析不同加热温度下所得样品强激光烧蚀后拉曼峰位的差异并对比其他方法所制样品的光谱,指出333 cm-1拉曼峰应当归结为E2(high)和E2(low)的差频,而661 cm-1峰为其二倍频。此外,在量化计算和红外光谱的辅助下,对文献中关于ZnO2粉末在400～500 cm-1之间所观测到的拉曼峰的指认提出了不同看法。     

极性、半极性和非极性InN薄膜的MOCVD外延生长与表征

利用金属有机化合物化学气相沉积（MOCVD）技术,在不同晶面的蓝宝石（Al2O3）衬底上实现了极性（0002）面、半极性（11-22）面和非极性（11-20）面InN薄膜的外延生长,并通过多种表征手段对三个不同极性面InN薄膜的结构和光学特性进行了系统研究。X射线衍射（XRD）曲线展示了（0002）、（11-22）和（11-20）面InN较强的衍射峰,表明InN薄膜具有较高的成膜质量。通过扫描电子显微镜（SEM）表面图发现,极性（0002）面InN的表面形貌较光滑,而半极性和非极性InN表面均存在未完全合并的孔洞。光致发光（PL）光谱展示,不同极性面InN的峰值能量在0.63 eV附近,并从极性、半极性到非极性逐渐红移。此外,可见-红外分光光度计测得的透射谱显示,极性（0002）面InN的吸收边约为0.85 eV,而半极性（11-22）面和非极性（11-20）面InN的吸收边约为0.78 eV,表明极性InN具有更大的斯托克斯位移。     

离子注入ZnO薄膜的拉曼光谱研究

室温下,用80 keV N⁺和400 keV Xe⁺离子注入ZnO薄膜,注入剂量分别为5.0×10¹⁴—1.0×10¹⁷/cm²和2.0×10¹⁴—5.0×10¹⁵/cm².利用拉曼散射技术对注入前后的ZnO薄膜进行光谱测量和分析,研究了样品的拉曼光谱随离子注入剂量的变化规律.实验结果发现,未进行离子注入的样品在99,435 cm<     

纳米ZnO镶嵌SiO2薄膜的磁控溅射制备和发光性质的研究

采用射频磁控反应溅射方法在SiO衬底上制备了纳米ZnO镶嵌SiO2薄膜.在室温下利用吸收光谱和光致发光光谱研究了样品的光学性质.发现吸收光谱随纳米ZnO尺寸的减小发生了明显的蓝移,表明随着ZnO尺寸的减小,量子尺寸效应增强,导致带隙展宽,吸收峰蓝移.光致发光光谱在387和441 nm附近出现了两个发光带,分析认为紫外发光来源于自由激子的辐射复合,而蓝色发光带来自于氧空位的电子到价带的跃迁,并用时间分辨光谱和发光衰减证实了上述观点.     

溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜及其光致发光性质

利用溶胶-凝胶法在石英衬底上制备了ZnO薄膜,通过测量样品的透射谱、X射线衍射谱、扫描电子显微镜(SEM)图像和光致发光谱研究了其结构特征和发光性质.结果表明:在衍射角2θ=34.32°处出现了对应(002)晶面的强衍射峰,ZnO膜呈多晶状态,具有六角纤矿晶体结构和良好的C轴择优取向,薄膜中颗粒的平均粒径为56nm;光致发光呈多发光峰状,有中心波长为378nm的紫带,520nm绿带,446nm附近的蓝带以及发现未见报道过的绿带以后中心波长为586nm和570nm两个弱发射峰.实验结果表明,制备的ZnO薄膜具有发光特性,但内部与深能级发射相关的结构缺陷浓度还是较高,样品中两个低能量光致发光应来源于晶粒间界的缺陷能级,多缺陷能级导致了多发射峰的光致发光谱.     

ZnO 极性表面及其N原子吸附机理的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理赝势法计算了ZnO极性表面的几何结构和电子结构特性,对比分析了ZnO(0001)和ZnO(0001)表面结构弛豫、能带结构、电子态密度及N吸附ZnO极性表面的形成能情况.计算结果表明: 相对于ZnO(0001)表面,ZnO(0001)表面受结构弛豫影响更加明显,而ZnO(0001)表面完整性更好.相对于体相ZnO结构,ZnO(0001)表面的能带带隙变窄,同时价带顶附近能级非局域性增强使晶体表面的导电性能变得更好;而ZnO(0001)表面的能带带隙变宽,由于O^{-关键词： 密度泛函理论 第一性原理 ZnO极性表面 N吸附}     

SnO2：ZnO薄膜的气敏透射光谱研究

本文作者研究了SnO_2:ZnO薄膜在甲醇、丙酮、氨蒸气中的气敏透射光谱特性。发现在可见光区透射率随气体浓度增大而增大,而在近红外区气敏特性并不明显。与纯SnO_2薄膜比较,其气敏特性有较大的改善。     

衬底温度对ZnO薄膜晶体结构和电学性质的影响研究

由GDARE法在较低温度下,以玻璃为衬底沉积ZnO薄膜,用SEM、AFM、XRD及交流阻抗谱测量等方法研究了衬底温度对薄膜表面形貌、晶体结构以及晶体导电性质的影响.研究结果表明,室温下沉积的薄膜为颗粒致密的非晶相结构,晶界电阻较小.在衬底温度大于50℃时,由GDARE法可沉积出具有一定c轴取向的ZnO薄膜.随衬底温度的升高,薄膜沿c轴择优生长趋势明显增强,内应力减小,晶界效应增强,晶界电阻增大.衬底温度大于100℃后,沿c轴的取向度增强趋势减缓.在衬底温度180～200℃时,可获得高度c轴取向的ZnO超细微粒薄膜,其结晶性能良好,表面光滑,平均粒径30～40nm,晶粒尺寸均匀,晶形规则,沿c轴的内应力很小,取向度达0.965.此时薄膜的晶界效应增强,晶界电阻明显大于室温下沉积的薄膜,而晶粒电阻所占比例很小,总阻抗以晶界电阻为主.同时还讨论了衬底温度对薄膜晶体结构及晶界特性的影响机理.     

ZnO:Fe薄膜制备、光学与电学性质研究

用双靶磁控溅射设备制备了ZnO:Fe薄膜。分析了铁靶溅射功率对薄膜的光学及电学性质的影响。X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)图像表明:ZnO:Fe薄膜为六角纤锌矿结构,且具有非常好的沿垂直于衬底的c轴择优取向。当铁靶功率小于250W时,沉积速率随铁靶功率的增加而增加。随着铁靶功率的增加,透射光谱的吸收边有微弱蓝移,透过率在可见光区超过75%。掺铁后薄膜的电阻率只有10-2Ω.cm,远小于纯氧化锌的电阻率。通过实验得到ZnO:Fe薄膜的最佳制备条件。     

A面(11-20)ZnO薄膜中杂质的偏振PL谱研究

本文通过分析A面(11-20)ZnO薄膜的低温PL(光致发光)光谱偏振特性来研究ZnO光致发光谱中杂质峰的来源。低温(4 K)下观察到476、479 nm两处新的杂质峰以及390 nm处激子峰,根据两个杂质峰的偏振特性,初步判定476nm峰来源于氧空位能级到价带轻空穴的跃迁,479 nm峰来源于氧空位价带重空穴的跃迁。     

纳米ZnO和ZnO-SiO2复合薄膜的光学性质研究

通过溶胶凝胶(sol-gel)法分别在玻璃衬底上制备了ZnO纳米薄膜和ZnO-SiO₂纳米复合薄膜,并利用紫外-可见光分光光度计对薄膜的光学性能进行了分析.可见光-紫外透射谱显示,随着ZnO溶胶浓度从0.7mol/L降低到0.006mol/L,制备的ZnO薄膜从只出现一个380nm(对应的光学禁带宽度为3.27eV)左右的吸收边到在380和320nm(对应的光学禁带宽度为3.76eV)左右各出现一个吸收边,并且随着ZnO溶胶浓度的降低,在380—320nm波段内的透过率明显提高.而Z 关键词： 纳米ZnO 2复合薄膜')" href="#">ZnO-SiO₂复合薄膜 溶胶凝胶法 透射率