PLD和MOCVD方法生長(zhǎng)的ZnO薄膜結(jié)構(gòu)及發(fā)光性能.pdf

1、 氧化鋅基半導(dǎo)體光電器件主要包括紫外探測(cè)器、發(fā)光二極管(LED)和半導(dǎo)體激光器(LD)等。 要得到高質(zhì)量的器件最重要的是要獲得高質(zhì)量的ZnO薄膜，通常生長(zhǎng)ZnO薄膜材料的方法主要有脈沖激光沉積(PLD)，金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)，分子束外延(MBE)，電子束蒸發(fā)，濺射(Sputtering)和原子層外延(ALE)等。本文分別用脈沖激光沉積法(PLD)和金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法(MOCVD)在Al2O3(0001)、

2、Al2O3(1120)、MgAl2O4(111)和MgO(100)襯底上沉積了ZnO薄膜，研究了薄膜的生長(zhǎng)條件對(duì)ZnO薄膜結(jié)構(gòu)特性，發(fā)光特性以及表面顯微結(jié)構(gòu)的影響。 X射線衍射譜表明我們生長(zhǎng)的ZnO薄膜具有c軸擇優(yōu)取向，只有在700℃MgO襯底上生長(zhǎng)的ZnO薄膜是具有(100)和(002)兩個(gè)擇優(yōu)取向的多晶薄膜，這說(shuō)明了使用MgO襯底在高溫下生長(zhǎng)的ZnO薄膜c軸擇優(yōu)取向會(huì)退化，而出現(xiàn)a軸的擇優(yōu)取向(六邊形的基面垂直于MgO表面)

3、。原子力顯微鏡分析結(jié)果表明ZnO薄膜沿c軸方向呈柱狀生長(zhǎng)。從ZnO薄膜的吸收譜可以看到在370-390nm處有陡峭的吸收邊。室溫光致發(fā)光譜中觀察到了用PLD方法生長(zhǎng)的ZnO薄膜具有高強(qiáng)度的紫外發(fā)射和微弱的深能級(jí)發(fā)光峰。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明用MOCVD方法生長(zhǎng)的ZnO薄膜具有較強(qiáng)的深能級(jí)發(fā)射峰，我們認(rèn)為ZnO薄膜中發(fā)光中心在2eV左右的橙色光是由薄膜中的氧填隙(Oi)引起的，而發(fā)光中心在2.4eV左右的綠光與薄膜中的單離子氧空位(VO·)有關(guān)。此