重離子注入氧化鋅晶體與釩酸鐿晶體的表面特性研究.pdf

1、光電子材料及器件技術(shù)的研究是光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的巨大推動(dòng)力量。新型光電子材料是集成光學(xué)器件發(fā)展的基礎(chǔ)和先導(dǎo),也是一個(gè)研究熱點(diǎn)。離子注入技術(shù)是一種非常重要的材料表面改性技術(shù),在半導(dǎo)體材料改性、絕緣體材料改性及金屬材料改性等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。盧瑟福背散射/溝道技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用的固體材料表面分析技術(shù),在分析固體表面層的元素組成、雜質(zhì)離子濃度及深度分布等方面具有重要應(yīng)用。
　　 氧化鋅(ZnO)是一種新型Ⅱ-Ⅵ、寬禁帶半導(dǎo)體光電材料,具有出

2、色的光學(xué)、電學(xué)和結(jié)構(gòu)特性,在透明導(dǎo)電膜、紫外探測(cè)器及光電集成等方面有著重要應(yīng)用。釩酸鐿(YbVO4)是一種新型的激光基質(zhì)材料,在YbVO4中形成光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)將會(huì)大大提高光功率的密度、降低泵浦的閾值,有利于實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)激光。本論文分別利用能量為keY的重離子注入ZnO晶體及能量為MeV的重離子注入YbVO4晶體,研究了注入后樣品的表面物理特性及光學(xué)特性。
　　 本論文的主要工作包括兩方面:(1)能量為keV的鐿離子(Yb)、鉺離子(Er

3、)、銻離子(Sb)分別注入ZnO晶體,利用盧瑟福背散射/溝道技術(shù)研究了注入樣品的損傷分布以及注入離子的濃度分布。(2)能量為MeV的銅離子(Cu)、鎳離子(Ni)分別注入YbVO4晶體,利用盧瑟福背散射/溝道技術(shù)及相關(guān)分析軟件研究了注入樣品的損傷分布;利用棱鏡耦合技術(shù)測(cè)量了波導(dǎo)區(qū)的暗模特性并擬合了折射率分布。論文主要結(jié)果如下:
　　 我們利用keV低劑量(～1014 ions/cm2)重離子Yb+、Er+及Sb+分別注入ZnO晶