納米氧化鋅薄膜的真空紫外光譜.pdf

1、氧化鋅是直接帶隙II一Ⅵ族寬禁帶半導體材料，在很多領域都有極為廣泛的應用前景。最近幾年氧化鋅薄膜的發(fā)光特性尤其引起人們的關注，1996年，Yu和Tang等人首次報道…納米結構氧化鋅薄膜中的紫外受激發(fā)射(入=378nm)，利用激子在納米結構中的量子尺寸效應，在室溫下成功地觀察到氧化鋅薄膜中的紫外受激發(fā)射；自1997年以來，BagnallDM等人分別報道了氧化鋅薄膜和氧化鋅多層膜的紫外受激發(fā)射[2,3]。1999年lO月在美國召開了首屆Zn

2、O專題國際研討會，并在學術界掀起了ZnO薄膜的研究熱潮。 氧化鋅薄膜的受激發(fā)射一直是研究的熱點，因為同步輻射光源的高亮度，高偏振性，高準直及高潔凈，可以得到連續(xù)可調的單色光，因此對于研究發(fā)光材料的光發(fā)射和激發(fā)是比較理想的光源。 本論文的工作是利用同步輻射方法研究納米氧化鋅薄膜的發(fā)光和激發(fā)情況，氧化鋅薄膜樣品是利用國產(chǎn)分子束外延設備制備的。襯底分別采用硅(100)或藍寶石(0001)，生長時通過改變生長溫度，也就是改變生長

3、時襯底的溫度；改變鋅束源爐溫度，就是改變鋅蒸氣的分壓；改變氧氣的分壓；改變生長時間以及進行退火處理，研究不同的條件制備得到的氧化鋅薄膜樣品的光學特性。改變生長溫度，可以影響沉積到襯底表面的原子或者分子的結合情況，同樣，改變鋅蒸氣和氧氣的分壓可以影響生成氧化鋅的化學劑量比。 我們得到的氧化鋅薄膜的VUV光譜是在合肥國家同步輻射實驗室U10B線站完成的，對于我們的光譜測量來說，同步輻射的優(yōu)點是可以改變激發(fā)波長．在18-300K測量了

4、氧化鋅薄膜樣品的發(fā)射光譜、激發(fā)光譜，根據(jù)我們的結果，硅襯底上生長得到的氧化鋅薄膜樣品在330nm處有一個較強的發(fā)光峰，同時在430nm處也有一個比較強的發(fā)光峰，而在370nm左右有一個比較弱的發(fā)光峰。330nm發(fā)射峰的能量大于氧化鋅的禁帶寬度，排除了激子復合的可能。而溫度效應和量子尺寸效應都不能使氧化鋅薄膜的發(fā)光產(chǎn)生這么大的藍移。根據(jù)分析，認為在制備的納米氧化鋅薄膜樣品中，其導帶中存在一個次能級，電子從這個次能級直接躍遷到價帶頂，發(fā)出能