氧氩比对磁控溅射ZnO薄膜结构及光致发光性能的影响
Effects of O2/Ar Ratios on the Structure and Photoluminescence of ZnO Thin Films Prepared by Magnetron Sputtering
摘 要
采用射频反应磁控溅射法以不同的氧氩比在玻璃衬底上制备了ZnO薄膜,并对薄膜进行了退火处理；利用X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)分别对薄膜的物相组成和表面形貌进行了分析,利用荧光分光光度计对ZnO薄膜的室温光致发光(PL)谱进行了测试。结果表明: 当氧氩气体积比为7∶5时, 所制备的ZnO薄膜晶粒细小均匀, 薄膜结晶质量最好；ZnO薄膜具有紫光、蓝光和绿光三个发光峰, 随着氧氩比的增加,蓝光的发射强度增强, 而紫光和绿光的发射强度先增强后减弱, 当氧氩气体积比为7∶5时紫光和绿光的发射强度最强。
射频反应磁控溅射
光致发光
ZnO thin film
reactive radio-frequency magnetron sputtering
photoluminescence
Abstract
ZnO thin films were deposited on glass substrates by the reactive radio-frequency magnetron sputtering with different O2/Ar ratios. The phase compositions and morphology of the ZnO thin films were analyzed by XRD and AFM. The room-temperature photoluminescence(PL) of ZnO films were measured by fluorescence photometer. The results show that when the O2/Ar ratio was 7∶5, the prepared ZnO thin film had the best crystallization quality with fine and homogeneous grain structure. The violet, blue and green peaks were observed on the PL spectra. With the increase of O2/Ar ratio, the blue emission was enhanced, while the violet and green emission was increased first and then decrease, and when the O2/Ar ratio was 7∶5, the violet and green emission intensity was the strongest.
中图分类号 TB43
所属栏目
基金项目 国家“973”计划资助项目(2008CB717802); 安徽省自然科学基金资助项目(090414182,11040606M63); 安徽省高校自然科学基金资助项目(KJ2009A091)
收稿日期 2011/5/14
修改稿日期
网络出版日期
作者单位点击查看
备注刘丹(1983-),女,硕士研究生。
引用该论文: LIU Dan,LI He-qin,LIU Tao,WU Da-wei. Effects of O2/Ar Ratios on the Structure and Photoluminescence of ZnO Thin Films Prepared by Magnetron Sputtering[J]. Physical Testing and Chemical Analysis part A:Physical Testing, 2011, 47(12): 763～766
刘丹,李合琴,刘涛,武大伟. 氧氩比对磁控溅射ZnO薄膜结构及光致发光性能的影响[J]. 理化检验－物理分册, 2011, 47(12): 763～766
共有人对该论文发表了看法，其中：
人认为该论文很差
人认为该论文较差
人认为该论文一般
人认为该论文较好
人认为该论文很好
参考文献
【1】薛忠营, 张德恒, 王卿璞. ZnO薄膜材料的发光谱[J]. 功能材料, 2003,34(1): 17-19.
【2】蓝镇立, 张希清, 杨广武,等. MBE生长ZnO薄膜的结构和光学特性的研究[J]. 光谱学与光谱分析,2008,28(2): 253-255.
【3】贾迎飞, 马书懿, 陈海霞,等. Zn缓冲层对氧化锌薄膜的结构和光学特性的影响[J]. 功能材料,2010,41(9): 1615-1618.
【4】马晓翠, 柳文军, 朱德亮,等. 氧含量对RF磁控溅射ZnO薄膜结构特性的影响[J]. 半导体学报,2007,28(增): 160-162.
【5】邓丁葳, 倪晟, 赵强,等. 不同氧分压下直流反应溅射ZnO薄膜的结构和光学特性[J]. 发光学报, 2007, 27(4): 739-743.
【6】李伙全, 宁兆远, 程珊华,等. 射频磁控溅射沉积的ZnO薄膜的光致发光中心与漂移[J]. 物理学报, 2004, 53(3): 867-870.
【7】徐小丽, 马书懿, 陈彦,等. 磁控溅射制备ZnO薄膜的机构及发光特性研究[J]. 光谱学与光谱分析, 2008, 28(9): 2028-2032.
【8】薛华, 张国恒, 张浩. 氧分压对纳米ZnO薄膜光致发光特性的影响[J]. 半导体技术, 2009,34(2): 123-126.
【9】魏显起. 脉冲激光沉积制备ZnO薄膜及其光电性质研究[D]. 济南:山东师范大学, 2007.
【10】郑越. SiC/ZnO纳米颗粒薄膜的微观结构及其光致发光性能[D]. 天津:天津大学, 2007.
【11】徐彭寿, 孙玉明, 施朝淑,等. ZnO及其缺陷的电子结构[J]. 中国科学A, 2001,31(4): 358-365.
【12】林碧霞, 傅竹西, 贾云波,等. 非掺杂ZnO薄膜中紫外与绿色发光中心[J]. 物理学报, 2001,50(11): 2208-2211.
【13】林碧霞, 傅竹西, 廖桂红. 氧化锌薄膜Zn/O比和发光性能的关系[J]. 发光学报, 2005,26(2): 225-228.
【14】魏伟, 杨端霞, 王如,等. 衬底温度对ZnO薄膜结构和光学特性的影响[J]. 河北工业大学学报,2009,38(6): 53-56.
【15】孙贤开, 林碧霞, 朱俊杰,等. LP-MOCVD异质外延ZnO薄膜中的应力及对缺陷的影响[J]. 物理学报,2005,54(6): 2899-2903.
【2】蓝镇立, 张希清, 杨广武,等. MBE生长ZnO薄膜的结构和光学特性的研究[J]. 光谱学与光谱分析,2008,28(2): 253-255.
【3】贾迎飞, 马书懿, 陈海霞,等. Zn缓冲层对氧化锌薄膜的结构和光学特性的影响[J]. 功能材料,2010,41(9): 1615-1618.
【4】马晓翠, 柳文军, 朱德亮,等. 氧含量对RF磁控溅射ZnO薄膜结构特性的影响[J]. 半导体学报,2007,28(增): 160-162.
【5】邓丁葳, 倪晟, 赵强,等. 不同氧分压下直流反应溅射ZnO薄膜的结构和光学特性[J]. 发光学报, 2007, 27(4): 739-743.
【6】李伙全, 宁兆远, 程珊华,等. 射频磁控溅射沉积的ZnO薄膜的光致发光中心与漂移[J]. 物理学报, 2004, 53(3): 867-870.
【7】徐小丽, 马书懿, 陈彦,等. 磁控溅射制备ZnO薄膜的机构及发光特性研究[J]. 光谱学与光谱分析, 2008, 28(9): 2028-2032.
【8】薛华, 张国恒, 张浩. 氧分压对纳米ZnO薄膜光致发光特性的影响[J]. 半导体技术, 2009,34(2): 123-126.
【9】魏显起. 脉冲激光沉积制备ZnO薄膜及其光电性质研究[D]. 济南:山东师范大学, 2007.
【10】郑越. SiC/ZnO纳米颗粒薄膜的微观结构及其光致发光性能[D]. 天津:天津大学, 2007.
【11】徐彭寿, 孙玉明, 施朝淑,等. ZnO及其缺陷的电子结构[J]. 中国科学A, 2001,31(4): 358-365.
【12】林碧霞, 傅竹西, 贾云波,等. 非掺杂ZnO薄膜中紫外与绿色发光中心[J]. 物理学报, 2001,50(11): 2208-2211.
【13】林碧霞, 傅竹西, 廖桂红. 氧化锌薄膜Zn/O比和发光性能的关系[J]. 发光学报, 2005,26(2): 225-228.
【14】魏伟, 杨端霞, 王如,等. 衬底温度对ZnO薄膜结构和光学特性的影响[J]. 河北工业大学学报,2009,38(6): 53-56.
【15】孙贤开, 林碧霞, 朱俊杰,等. LP-MOCVD异质外延ZnO薄膜中的应力及对缺陷的影响[J]. 物理学报,2005,54(6): 2899-2903.
相关信息
