Fe、Cr摻雜ZnO薄膜的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)研究.pdf

1、ZnO是一種寬禁帶的直接帶隙半導(dǎo)體材料，具有較高的激子束縛能(60eV)，即使在室溫條件下激子也不會(huì)分解，可廣泛的應(yīng)用于太陽(yáng)能電池、壓電薄膜、光電器件、氣敏器件和紫外探測(cè)器等方面。其特性可通過(guò)適當(dāng)?shù)膿诫s來(lái)調(diào)劑。 本文利用射頻磁控濺射技術(shù)制備了高度C軸擇優(yōu)取向的ZnO基薄膜，采用金相顯微鏡、X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、紫外、可見(jiàn)分光光度計(jì)、X光電子能譜和超導(dǎo)量子干涉儀等分析測(cè)試手段，研究了樣品的表面形貌、晶體結(jié)構(gòu)、光

2、學(xué)和磁學(xué)性能等。結(jié)果如下： 一．在Si(111)襯底上制備了ZnO薄膜后，對(duì)其在不同溫度下做退火處理，研究了退火溫度對(duì)．ZnO薄膜結(jié)構(gòu)和光致發(fā)光性質(zhì)的影響。隨著退火溫度的升高，ZnO薄膜的結(jié)晶度提高．在其光致發(fā)光譜中，出現(xiàn)了兩個(gè)紫色發(fā)光峰(394和412 nm)和兩個(gè)綠色發(fā)光峰(560和588 nm)，分析了它們的起源及紫峰的漂移原因。 二．研究了Fe摻雜對(duì)ZnO薄膜結(jié)構(gòu)的影響。分析了Fe摻雜ZnO薄膜生長(zhǎng)初期出現(xiàn)分形的

3、可能原因。在相同條件下制備了厚的Fe摻雜ZnO薄膜，研究了退火對(duì)Fe摻雜ZnO薄膜結(jié)構(gòu)的影響。 三．在A1203襯底上制備了Zn<,1-x>Cr<,x>O(x=0，0.03，0.07)薄膜，研究了不同Cr摻雜量對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)、光學(xué)和磁學(xué)性能的影響。所有的Cr摻雜ZnO薄膜的XRD譜中都沒(méi)發(fā)現(xiàn)第二相，Cr成功替代了zn的位置而沒(méi)有改變ZnO的六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)。在PL譜中有408nm和554nm兩個(gè)明顯的發(fā)光峰，他們的強(qiáng)度都隨Cr摻雜量的