吴春霞
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吕有明
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李炳辉
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赵东旭
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刘益春
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申德振
,
张吉英
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范希武
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2003.06.003
本文利用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)技术在蓝宝石 (Al2O3) 衬底上生长了Mg0.12Zn0.88O(100nm)/ZnO (20nm) /Mg0.12Zn0.88O (40nm) 异质结构,测得样品的X射线衍射谱表明,在34.56°的位置出现很强的(002)方向衍射峰,其半高宽度为0.20°,比Mg0.12Zn0.88O合金薄膜的半高宽度0.15°明显展宽.通过光致发光谱研究了MgZnO/ZnO/MgZnO异质结构的光学性质,室温下测得在370nm(3.35eV)位置有很强的紫外发光,而在348nm (3.56eV)的位置处有一个较弱的发光,这两个峰分别被归结于来自ZnO层和MgZnO盖层的发光.室温下的吸收光谱中,在上述两个峰的位置附近分别存在很明显的吸收,指示了带边吸收来自于MgZnO和ZnO两种材料.通过变温发光谱研究了异质结构中载流子弛豫、复合的规律.随着温度增加,来自于ZnO层和MgZnO层的发光强度比增加,这归结为MgZnO/ZnO异质结构存在界面势垒所致.
关键词:
ZnO/MgZnO异质结构
,
P-MBE
,
光致发光谱
梁红伟
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吕有明
,
申德振
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颜建锋
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刘益春
,
李炳辉
,
赵东旭
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张吉英
,
范希武
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2003.06.008
利用等离子体辅助分子束外延设备(P-MBE)在蓝宝石(Al2O3)衬底上外延生长ZnO薄膜,研究了不同生长温度对结晶质量的影响.随着生长温度的升高,X射线摇摆曲线(XRC)半高宽从0.88°变窄至 0.29°,从原子力显微镜(AFM)图像中发现薄膜中晶粒从20nm左右增大至200nm,室温光致发光(PL)谱中显示了一个近带边的紫外光发射(UVE)和一个与深中心有关的可见光发射.随着生长温度升高,可见光发射逐渐变弱,薄膜的室温载流子浓度由1.06×1019/cm3减少到7.66×1016/cm3,表明在高温下生长的薄膜中锌氧化学计量比趋于平衡,高质量的ZnO薄膜被获得.通过测量变温光谱,证实所有样品在室温下PL谱中紫外发光都来自于自由激子发射;随着生长温度的变化UVE峰位蓝移与晶粒尺寸不同引起的量子限域效应相关.
关键词:
ZnO薄膜
,
等离子体增强分子束外延
,
光致发光
,
量子限域效应
,
X射线摇摆曲线
吴春霞
,
吕有明
,
李炳辉
,
赵东旭
,
刘益春
,
申德振
,
张吉英
,
范希武
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2003.04.024
用等离子辅助分子束外延(P-MBE)的方法,在蓝宝石c-平面上外延生长了MgxZn1-xO合金薄膜.在0≤x≤0.2范围内MgxZn1-xO薄膜保持着六角纤锌矿结构不变.原位反射式高能电子衍射图样和X射线双晶衍射谱的结果表明生长的样品是单晶薄膜.随着x值逐渐增大,Mg2+离子逐渐进入ZnO的晶格,X射线双晶衍射测得样品的(002)取向的半高宽度从0.249°增加到0.708°,表明结晶质量逐渐下降,(002)方向的X射线衍射峰向大角度方向移动,晶格常数c由5.205(A)减小到5.185(A).透射光谱的结果表明,合金薄膜的吸收边随着Mg离子的掺入逐渐向高能侧移动,室温光致发光谱出现很强的紫外发光(NBE)峰,没有观察到深能级(DL)发射,且随着Mg掺入量的增加,紫外发光峰有明显的蓝移,这与透射光谱的结果是相吻合的.
关键词:
MgxZn1- xO
,
P- MBE
,
X射线双晶衍射
,
光致发光
