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《脉冲激光沉积法室温下ZnO薄膜的制备与表征》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、真 空 科 学 与 技 术 学 报第25卷 第4期256JOURNALOFVACUUMSCIENCEANDTECHNOLOGY(CHINA)2005年7、8月脉冲激光沉积法室温下ZnO薄膜的制备与表征3曹亮亮 叶志镇 张 阳 朱丽萍 张银珠 诸葛飞 赵炳辉(浙江大学硅材料国家重点实验室 杭州 310027)RoomTemperatureGrowthandCharacterizationofZnOFilmsbyPulsedLaserDeposition3CaoLiangliang,YeZhizhen,ZhangYang,ZhuLiping,ZhangYinz
2、hu,ZhugeFeiandZhaoBinghui(StateKeyLaboratoryofSiliconMaterials,ZhejiangUniversity,Hangzhou,310027,China)AbstractZincoxidethinfilmwassynthesizedonglasssubstrateatroomtemperatureusingthepulsedlaserdeposition.AsanalyzedbyXRD,theas2grownZnOfilmshowsahexagonalwurtzitestructurewithac2ax
3、ispreferentialorientationgrowth.Thefullwidthathalfmaximum82(FWHM)valueofthe(002)peakis0124°andthetensilepressalongc2axisorientationisabout117×10N/m.TheAFMimagesshowthatthefilmhasafairlysmoothsurfacewiththermsof615nm,andtheaveragegrainsizeisabout50nm.Furthermore,opticaltransmittanc
4、espec2trumofZnOfilmindicatesthatthebandgapofas2grownfilmisabout3125eV,nearlythesameas3130eVofZnObulkcrystal.KeywordsZnOfilm,c2axisorientation,Roomtemperature,Pulsedlaserdeposition摘要 在室温条件下,采用脉冲激光沉积技术在玻璃衬底上生长了ZnO薄膜。对薄膜的XRD分析表明,ZnO薄膜为六8方纤锌矿结构并沿c轴取向生长,且(002)衍射峰的半高峰宽仅为0124°。薄膜沿c轴方向受到一
5、定的张应力为117×10N/2m。原子力显微镜分析表明薄膜表面较为平整,平均粗糙度约为615nm,晶粒尺寸约为50nm。此外,透射光谱分析表明薄膜的禁带宽度为3125eV,与ZnO体材料的禁带宽度3130eV基本相同。关键词 ZnO薄膜 C轴取向 室温 脉冲激光沉积中图分类号:TN30412文献标识码:A文章编号:167227126(2005)0420256203ZnO(zincoxide)属直接宽禁带II2VI族半导体材通过控制陶瓷靶材的成分和氧压的大小,沉积出理料,为六方纤锌矿结构(wurzitehexagonalstructure),想化学计量比的薄
6、膜,特别适用于沉积金属氧化物室温下具有很大的禁带宽度约为3130eV,且自由激薄膜和多组分异质外延薄膜。此外,由于受高能激子束缚能高达60meV,是室温热离化能(26meV)的光束的轰击,靶材溅射出来的分子或原子具有很高213倍。因此,ZnO被认为是一种理想的室温紫外光的能量,有助于低温沉积高质量薄膜。本文采用[1～5]电器件材料,且近年来随着掺杂和超晶格技术PLD方法在普通玻璃衬底上,室温下(300K)生长了的不断完善,使得ZnO在声表面波、太阳能电池、紫结晶质量良好、取向性好的ZnO薄膜,并使用XRD,外探测器、LEDs以及LDs等诸多领域有着广泛的应
7、AFM和透射光谱等测试技术对ZnO薄膜的结晶品用前景。质,表面形貌以及光学性能进行了系统的分析。据到目前为止,ZnO薄膜已通过多种方法制备,如我们所知,这是首次在室温条件下,利用PLD方法[6,7]化学气相沉积(CVD)、磁控溅射(MagnetronSput2在玻璃衬底上生长出完全c轴取向的ZnO薄膜。[8][1～4,9,10]tering)、脉冲激光沉积(PLD)、溶胶2凝胶[11][4,6,7](Sol2gel)等方法,成功地沉积在Si、蓝宝1 实验[1～3,10][1,8][12,13]石、GaAs、铌酸锂等衬底上。脉冲激111 衬底清洗光沉积(PL
8、D)技术是近年来发展起来的一种真空物选用普通玻璃载玻片作为沉积薄膜
