等離子體增強分子束外延生長ZnO薄膜及光電特性的研究

利用等離子體輔助分子束外延設(shè)備(P-MBE)在藍(lán)寶石(Al2O3)襯底上外延生長ZnO薄膜,研究了不同生長溫度對結(jié)晶質(zhì)量的影響.隨著生長溫度的升高,X射線搖擺曲線(XRC)半高寬從0.88°變窄至 0.29°,從原子力顯微鏡(AFM)圖像中發(fā)現(xiàn)薄膜中晶粒從20nm左右增大至200nm,室溫光致發(fā)光(PL)譜中顯示了一個近帶邊的紫外光發(fā)射(UVE)和一個與深中心有關(guān)的可見光發(fā)射.隨著生長溫度升高,可見光發(fā)射逐漸變?nèi)?薄膜的室溫載流子濃度由1.06×1019/cm3減少到7.66×1016/cm3,表明在高溫下生長的薄膜中鋅氧化學(xué)計量比趨于平衡,高質(zhì)量的ZnO薄膜被獲得.通過測量變溫光譜,證實所有樣品在室溫下PL譜中紫外發(fā)光都來自于自由激子發(fā)射;隨著生長溫度的變化UVE峰位藍(lán)移與晶粒尺寸不同引起的量子限域效應(yīng)相關(guān).

作 者： 梁紅偉 呂有明 申德振 顏建鋒 劉益春 李炳輝 趙東旭 張吉英 范希武   作者單位： 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所,激發(fā)態(tài)物理重點實驗室,長春 130022  刊 名： 人工晶體學(xué)報  ISTIC EI PKU 英文刊名： JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS  年，卷(期)： 2003 32(6)  分類號： O782.9 TN304.21  關(guān)鍵詞： ZnO薄膜   等離子體增強分子束外延   光致發(fā)光   量子限域效應(yīng)   X射線搖擺曲線  

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