衬底温度对低功率直流磁控溅射ZnO薄膜特性的影响

功能材料, 2008, 39(8): 1279-1282.

衬底温度对低功率直流磁控溅射ZnO薄膜特性的影响

蔡利霞 ^1, , 马书懿 ^2, , 李伟 ^3, , 李锡森 ^4, , 李勇 ^5,

1.西北师范大学,物理与电子工程学院,甘肃,兰州,730070

2.西北师范大学,物理与电子工程学院,甘肃,兰州,730070

3.河南师范大学,物理与信息工程学院,河南,新乡,453007

4.西北师范大学,物理与电子工程学院,甘肃,兰州,730070

5.西北师范大学,物理与电子工程学院,甘肃,兰州,730070

基金项目: 甘肃省自然科学基金(0710RJZA105) 甘肃省重点实验室基金(KF-05-03) 国家自然科学基金(60276015)

关键词： ZnO薄膜 , 磁控溅射 , X射线衍射 , 光致发光

Effect of the substrate temperature on the property of ZnO films deposited by magnetron sputtering with DC at the low power

采用低功率直流反应磁控溅射法,在Si衬底上成功制备出了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜,利用X射线衍射仪、荧光分光光度计研究了沉积温度对ZnO薄膜微观结构及光致发光特性的影响.结果表明,合适的衬底温度有利于提高ZnO薄膜结晶质量;在室温下测量样品的光致发光谱(PL),观察到波长位于440nm左右和485nm左右的蓝色发光峰及527nm左右微弱的绿光峰,随衬底温度升高,样品的PL谱中蓝光强度都明显增大,低功率溅射对其蓝光发射具有很重要的影响.综合分析得出440nm左右的蓝光发射应与Zni有关,485nm附近的蓝光发射是由于氧空位形成的深施主能级上电子跃迁到价带顶的结果,而527nm左右的较弱的绿光发射主要来源于导带底到氧错位缺陷能级的跃迁.生长温度主要是通过改变薄膜中缺陷种类及浓度而影响着ZnO薄膜的发光特性的.

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