Al-H 共掺杂 ZnO 薄膜的形貌及光致发光性能研究-论文.pdf

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1、第42卷第12期人工晶体学报V01．42No．122013年12月J0URNAL0FSYNTHETICCRYSTALSDecember．2013Al—H共掺杂ZnO薄膜的形貌及光致发光性能研究陈义川，胡跃辉，张效华，马德福，刘细妹，徐斌，张志明(景德镇陶瓷学院机械电子工程学院，景德镇333403)摘要：在不同衬底温度条件下采用RF磁控溅射法在石英玻璃上沉积Al—H共掺杂ZnO薄膜。对所有样品进行晶体结构、表面形貌、电学、光学以及室温光致发光性能分析。结果表明：随着衬底温度的升高，ZnO薄膜的结晶度增加，晶

2、粒增大，薄膜致密度增加；薄膜表面起伏变化减小；同时，电阻率最低达到7．58×10n·cm，透过率保持在75％左右。所有ZnO薄膜样品都以本征发光为主，A1．H共掺杂在一定程度降低ZnO薄膜缺陷发光的强度；随着衬底温度的升高，ZnO薄膜的本征发光强度明显增大；同时在能量为3．45eV附近观察到了一个紫外发光峰。关键词：Al—H共掺杂ZnO；光致发光；磁控溅射中图分类号：0484文献标识码：A文章编号：1000-985X(2013)12．2583-06StudyonMorphologiesandPhotolu

3、minescentProperties0fAl-HCo-dopedZnOThinFilmsCHENYi—chuan，HUYue—hui，ZHANGXiao-hua，MADe，LIUXi—mei，XUBin，ZHANGZhi—ming(SchoolofMechanicalandElectronicEngineering，JingdezhenCeramicInstitute，Jingdezhen333403，China)(Received9August2013，accepted16September2013)

4、Abstract：A1一HCO—dopedZnOthinfilmsweredepositedonthequartzglassatdifferentsubstratetemperaturesbyRFmegnetronsputtering．Thecrystalstructure，surfacemorphology，electrical，opticalandphotoluminescence(PL)performanceofZnO：A1一Hthinfilmswereanalyzed．TheresultsofXR

5、DandSEMshowthatthecrystallinityofZnOfilmsincreases，thesizeofZnOparticleincreasesandthedensityofthinfilmsincreasesasthesubstratetemperatureincreasing，thesurfaceundulationchangingoffilmsdecreases．Thelowestresistivityreached7．58×10Q·cmandthetransmittancekeep

6、sabout75％．AccordingtothePLspectra，theintrinsicluminescenceofallsamplesweredominated，A1一HCO—dopedcandecreasetheZnOfilmsdefectsandtheluminescenceintensityofdefects．Asthesubstratetemperatureincreasing，theintrinsicluminescenceintensityofZnOfilmsincreased；Mean

7、while，theultravioletphotolpeakwasobservedat3．45eVwithallZnO：A1一Hthinfilmssamples．Keywords：A1-HCO—dopedZnO；photoluminescence；megnetronsputtering1引言．氧化锌(ZnO)是一种重要的直接宽禁带半导体氧化物，具有六角纤锌矿晶体结构，室温下禁带宽度为收稿日期：2013-08-09；修订日期：2013-09—16基金项目：国家自然科学基金(61066003)；江西省科技支撑

8、计划项目(2010BGAO1100)；江西省对外合作资助项目(20111BDH80031，20132BDH80025)；江西省自然科学基金(20111BAB202005，20132BAB202001)；江西省主要学科学术和技术带头人培养计划项目(20123BCB22002)；江西省高等学校科技落地计划(KJLD12085)；江西省教育厅科技资助项目(GJJI2494，GJJI3643，GJJ13625)作者简介：陈义川(198