ZnO-Eu3+薄膜的制備和發(fā)光性能研究.pdf

1、本文采用射頻磁控濺射法，以ZnO和Eu2O3混合物作為濺射靶材，Ar氣為工作氣體，O2氣為反應(yīng)氣體，在硅（Si）襯底和藍(lán)寶石（Al2O3）襯底上制備ZnO:Eu3+薄膜。利用X射線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、原子力顯微鏡（AFM）和熒光分光光度計(jì)對(duì)ZnO:Eu3+薄膜的晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌和發(fā)光性能進(jìn)行測(cè)試。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：
　　（1）ZnO:Eu3+薄膜的晶體結(jié)構(gòu)
　　ZnO:Eu3+薄膜呈現(xiàn)六角纖

2、鋅礦結(jié)構(gòu)，是 C軸擇優(yōu)生長(zhǎng)的多晶薄膜，且沒(méi)有Eu2O3的雜相出現(xiàn)，說(shuō)明稀土Eu3+離子可能已經(jīng)摻入到 ZnO晶格中；退火樣品比未退火樣品的晶面間距和晶格常數(shù)都變大，晶粒長(zhǎng)大，退火可以改善 ZnO:Eu3+薄膜的結(jié)晶質(zhì)量。
　?。?）ZnO:Eu3+薄膜的表面形貌
　　ZnO:Eu3+薄膜樣品的表面形貌都比較致密，且晶粒尺寸大小大約30nm左右，是納米級(jí)Eu3+離子摻雜ZnO薄膜。通過(guò)與硅（Si）襯底對(duì)比，ZnO:Eu3+薄膜

3、更適宜在藍(lán)寶石（Al2O3）襯底上生長(zhǎng)，具有更好的C軸擇優(yōu)生長(zhǎng)。
　　（3）ZnO:Eu3+薄膜的發(fā)光性能
　　分別測(cè)試硅襯底和藍(lán)寶石襯底 ZnO:Eu3+薄膜的退火樣品和未退火樣品的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜。通過(guò)熒光光譜分析可知，ZnO:Eu3+薄膜在直接激發(fā)下，光致發(fā)光譜呈現(xiàn) Eu3+離子的特征發(fā)射。激發(fā)波長(zhǎng)不同，ZnO:Eu3+薄膜發(fā)射光譜中發(fā)射峰也不同。退火能夠提高Eu3+的發(fā)光強(qiáng)度，有利于ZnO:Eu3+薄膜實(shí)現(xiàn)Eu3+