制备工艺对Zn1-xMgxO薄膜结构及光学性能的影响

• 作者: 刘艳美 吕庆荣 周军 方庆清 李雁 王伟娜 王胜男 闫方亮
• 来源期刊: 物理学报
• 学科: 物理学
• 关键词: Zn1-xMgxO薄膜 制备工艺 结构 光学性质
• 年，卷（期）: 2009,（5）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
• 页码范围: 3461-3467
• 页数: 7页
• 分类号: O4
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:1000-3290.2009.05.092

摘要

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.